膜是一種起分子級分離過濾作用的介質,當溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質可以透過膜,而另些物質則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,它與傳統過濾的不同在于,膜可以在分子范圍內進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
電泳涂裝是一種特殊的涂膜形成方法。為了提高汽車車身內腔和焊縫面的防腐蝕性,美國福特汽車公司于1957年開始研究電泳涂裝法,并于1961年建成一條泳涂車輪的試驗生產線(陽極電泳涂裝法),在1963年成功地用于汽車車身涂裝。電泳涂裝以其高效、優質、安全、經濟等諸多優點備受全世界涂裝界的重視。隨著新型涂料的開發和涂裝技術的進步,尤其是1977年成功開發陰極電泳涂料和陰極電泳涂裝技術,電泳涂漆作為金屬制品如車身、汽車配件、器械或辦工家俱等涂底漆的現代化工藝技術而在全世界已被廣泛采用。隨著全球環保呼聲日益高漲,世界各地也制定和出臺相應的環保法制法規,因此,減少涂裝污水排放、降低涂裝成本、提高涂膜質量成為電泳涂裝技術研發的主要課題,膜在電泳涂裝中的應用可有效地使這一問題得到解決。
膜在電泳涂裝中的應用
應用 可選的膜組件 功能
涂裝前預處理中的應用 微濾膜組
超濾膜組 通過采用微濾或超濾技術,實現脫脂過程中油水分離的目的
反滲透膜組 采用反滲透技術獲得淋洗用的純水
電泳涂裝中的應用 陽極(陰極)膜 在陽極(陰極)電泳涂裝中作為反向電極去除電泳漆中的增溶劑或中和劑(通常為有機酸),維持系統的化學平衡。
電泳后清洗中的應用 超濾膜組 1、提高經濟效益,實現電泳后的“閉合回路”清洗方式,提高涂料的利用率;
2、減少后清洗水的臟物,減少污
水處理量及費用,有利于環境保護;
反滲透膜組 1、提高電泳漆回收率
2、減輕廢水處理負擔
3、實現閉合回路淋洗
4、減少純水使用量
超濾膜回收電泳涂料工藝的應用:
超濾(UF)是一種能夠將溶液進行凈化、分離或者濃縮的膜透過分離技術,超濾過程可理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當溶液流過膜表面時,只允許水、無機鹽及小分子物質透過膜,而阻止水中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子通過,以達到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。在超濾中,大分子溶質等之所以不能象溶劑那樣容易通過膜,主要因為下面幾種原因:
① 被吸附在過濾膜的表面上和孔中(基本吸附);
② 被保留在孔內或從孔內被排出(堵塞);
③ 機械地被截留在過濾膜表面上(篩分)。
在電泳涂裝工藝中,超濾系統是主要設備之一,其性能的好壞直接影響到涂膜質量及生產成本,其主要作用是:
① 滿足閉路循環淋洗回收電泳漆的需要。使用超濾透過液清洗粘附在被涂物上的電泳漆,其電泳漆回收率可達98%以上,節約電泳漆,減少污水處理量及費用,如不使用超濾系統,回收率只有70%-80%。
② 滿足電泳槽中控制電導率平衡的需要。除去雜離子,凈化槽液,提高涂膜質量。
超濾回收電泳涂料工藝流程
陽極(陰極)離子交換膜在電泳涂裝中的應用
電泳涂裝過程伴隨著電解、電泳、電沉積和電滲等四種電化學物料現象。陰極電泳和陽極電泳涂裝沉積反應在電泳槽漆溶液中,膠體粒子(樹脂)帶正電荷,在均衡電場的作用下它可以遷移到陰極或涂裝工件上。當漆遷移到工件上后,漆液中的酸性物質(陰離子)就會增加,由于酸性物質的增加會降低槽液的PH值,增加電導率。如果漆液PH值太低,槽液就會因為過于酸性而影響電泳涂膜。為了更好的維持電泳槽液化學平衡,可以通過使用有選擇型的半透明離子交換膜來去除電化學的過程產生的過剩陰離子,通過陽極循環系統排除。在陰極電泳涂裝中在陽極區不斷產生有機酸,如不及時除去,會進入槽液,使pH值下降,影響工藝pH值的穩定,影響泳透力及涂膜性能。
H﹢+CH3COO﹣或HCOO﹣ CH3COOH或HCOOH
在電泳中采用陽極系統,它通過使用選擇型的、單向的半透膜來有效地除去電泳涂裝過程中產生的有機酸,維持系統的化學平衡。
陰極電泳和陽極電泳涂裝的沉積反應
反滲透技術(YSRO)在電泳涂裝淋洗廢水回收的應用
反滲透技術是以膜兩側的靜壓差為推動力,即在濃溶液側加壓使膜兩側的靜壓差大于溶液間的滲透壓差,此時溶劑將從濃溶液側透過稀溶液側,實現液體混合物的膜分離過程。
在電泳涂裝工藝中,反滲透技術(EDRO)和超濾技術(UF)的配合使用,實現了真正意義上的電泳漆閉路循環。在電泳涂裝工藝中,反滲透技術主要用于電泳超濾透過液的純化。為了避免膜污染,電泳涂裝中反滲透膜的選擇應根據所使用的電泳漆的特性來進行選擇。在陰極電泳涂裝中,超濾透過液帶有正電荷,反滲透膜若采用陰性膜,透過液中的正電荷則容易吸附在陰性膜上,造成膜污染,因此,在陰極電泳中,反滲透膜應選擇帶正電或中性的抗污染膜。反之,在陽極電泳中,反滲透膜應選擇帶負電或中性的抗污染膜。
超濾技術和反滲透技術在電泳涂裝工藝中的成功應用,實現了閉合回路淋洗,使電泳漆的利用率超過99%,大大降低了生產成本,減輕了廢水處理負擔,這不僅給電泳涂裝界,也給人類的環保事業做出巨大的貢獻。
反滲透膜清晰標準:
反滲透系統最終是需要進行清洗的,在你的RO系統表現出污染的傾向、長時間停運之前、或按計劃進行常規保養時,建議你清洗RO系統。當出現下列污染特征(標準化后產水量下降10~15%,標準化后產水水質下降10~15%,或者給水與濃水間的壓降增加10~15%)時,表明你的RO系統需要清洗了。
由于RO系統出現污垢而需要清洗的頻率隨地點的不同而不同,一般習慣上可接受的清洗頻率是3~12個月一次。如果每個月你不得不清洗一次以上,你就應該改善RO的預處理系統,調整RO系統的運行參數,如果每1~3個月需要清洗一次,則需要在提高當前設備的運行水平上做工作,但是否需要改進預處理系統較難判斷。
在RO設計中通常會忽視使用RO產品水沖洗系統中的污垢,采用該法可減少RO的清洗次數。在設備停運期間用產品水浸泡RO膜組件有助于溶解垢和松散沉積物,因此降低化學清洗頻度。
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