精密過濾器淺析
        　　　　　　　　　　　　　張乃慧　 張小波
       　　　　　　（江蘇省氯堿協(xié)會(huì)， 江蘇 常州 ２１３００４）
　　摘要： 介紹了江蘇省內(nèi)精密過濾器的使用情況， 對(duì)比了不預(yù)涂和預(yù)涂過濾器的特點(diǎn)。提出了判別過濾器的性能指標(biāo)， 強(qiáng)調(diào)指出在選擇過濾器時(shí)要了解供應(yīng)商提供的過濾器的實(shí)際使用情況。
　　關(guān)鍵詞： 鹽水； 精密過濾器； 預(yù)涂； 不預(yù)涂； 特點(diǎn)
　　中圖分類號(hào)： ＴＱ０５１．８＋５      文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： Ｂ  文章編號(hào)： １００９－ １７８５（２００７）０３－ ００２９－ ０２
     通過對(duì)江蘇省內(nèi)使用的精密過濾器的調(diào)查， 不預(yù)涂的過濾器有凱膜公司的 ＨＶＭ膜過濾器、頗爾過濾器、戈?duì)栠^濾器； 還有預(yù)涂精密過濾器、碳素管過濾器、瑞士 ＤＹＭ過濾器、種植膜過濾器等。兩種過濾器各有所長(zhǎng)， 本文著重分析其各自特點(diǎn)， 以揚(yáng)各種過濾器之長(zhǎng)。
    １ 預(yù)涂精密過濾器的特點(diǎn)及匹配時(shí)應(yīng)注意的問題
    １．１ 預(yù)涂精密過濾器特點(diǎn)
    （１） 因過濾介質(zhì)的濾孔大于被過濾懸浮物的粒徑， 可用于直接過濾， 運(yùn)行時(shí)間短， 且不易反沖。
   （２）過濾過程中采用預(yù)涂劑預(yù)涂， 即用預(yù)涂劑在過濾介質(zhì)表面形成一層理想的濾餅， 濾餅孔徑小于懸浮物的粒徑。
   （３）預(yù)涂劑形成的濾餅有很低的過濾阻力， 且與過濾介質(zhì)不粘連， 有較好的反沖性能。
   （４） 化學(xué)穩(wěn)定性好， 對(duì)過濾流體不污染， 可降低預(yù)涂劑用量。
    １．２ 匹配研究
   （１）選擇預(yù)涂劑及制定預(yù)涂工藝；
   （２）延長(zhǎng)反沖洗周期， 降低預(yù)涂頻率。
    １．３ 運(yùn)行特點(diǎn)
     過濾特點(diǎn)是變壓恒流量過濾； 反沖洗特點(diǎn)是水反沖洗、水氣反沖洗， 反沖洗壓力偏高。
     １．４ 預(yù)涂劑的選擇
     （１）２０ 世紀(jì) ８０ 年代， 國(guó)內(nèi)在引進(jìn)碳素管過濾器的同時(shí)也引進(jìn)了 α纖維素。α纖維素本身有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)； 可以有不同的粒徑供選擇， 能與不同粒徑的懸浮物匹配； 并已有成熟的預(yù)涂工藝。α纖維素目前已國(guó)產(chǎn)化， 價(jià)格有了較大的下降， 是絕大多數(shù)生產(chǎn)和使用廠家推薦使用的預(yù)涂劑。
    （２）２００４ 年以來， 本行業(yè)有采用粉煤灰作為預(yù)涂劑的。粉煤灰是鍋爐的下腳料， 易得， 幾乎不需要外購(gòu)， 且在試運(yùn)行過程中出水的透明度尚可。如預(yù)涂效果好， ＳＳ 可以小于 １。這表明粉煤灰作為預(yù)涂劑的物理性能尚可， 但過濾水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定性差， 反沖洗頻率高。
     廠家較長(zhǎng)時(shí)間使用后發(fā)現(xiàn)， 電解槽的性能惡化，表現(xiàn)在單槽電壓升高， 電流效率明顯下降。解剖電解槽， 發(fā)現(xiàn)石棉隔膜上析出一層膠體黏稠物質(zhì)。
    １．５ 上述現(xiàn)象的分析
     對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行了如下分析。
     ａ．因?qū)Ψ勖夯业牧?、密度及使用量都沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求， 造成過濾性能、過濾周期及過濾鹽水質(zhì)量不穩(wěn)定。
     ｂ．粉煤灰的成分分析表明， 粉煤灰絕非*是碳，而是由如下物質(zhì)組成， ＳｉＯ２（４１．２５％）；Ａｌ２Ｏ３（２０．１９％）；Ｆｅ２Ｏ３（３．１％）；ＣａＯ（１．８８％），ＭｇＯ（０．６１％）， 均為質(zhì)量分
數(shù)。燒失量為 ３３．９８％。
    *， Ａｌ２Ｏ３ 和 ＳｉＯ２ 是二性氧化物， 不同 ｐＨ值時(shí)分子式不同， 物質(zhì)的狀態(tài)也不同。一般進(jìn)過濾器的鹽水 ｐＨ 值為 ９．５～１０．５， 甚至達(dá) １１．０～１２．０。在強(qiáng)堿性下， Ａｌ２Ｏ３ 和 ＳｉＯ２ 會(huì)溶解， 而在中性、酸性條件下一般會(huì)析出。
     對(duì) ＳｉＯ２ 溶解度有較大影響的因素還有溫度，但 ｐＨ 值越高溶解度越大， ｐＨ 值降低， 則 ＳｉＯ２ 溶解度降低， 生成水合程度不同的 ＳｉＯ２ 膠體顆粒。由于鹽水進(jìn)入電解槽時(shí)， ｐＨ 值為 ２～４； 進(jìn)入隔膜時(shí) ｐＨ值上升至 ６～８， ＳｉＯ２ 析出。Ａｌ２Ｏ３ 也有類似的化學(xué)性質(zhì)。ＳｉＯ２ 和 Ａｌ２Ｏ３ 的這種性質(zhì)使得它們?cè)诟裟だ镄纬绅こ砦铩７勖夯以趬A性鹽水中部分溶失， 以離子狀態(tài)進(jìn)入鹽水， 并在電解槽隔膜處析出， 造成電解槽運(yùn)行狀況惡化。使用新的預(yù)涂劑必須對(duì)其的物理化學(xué)性能進(jìn)行分析。并經(jīng)過工業(yè)化試驗(yàn)， 驗(yàn)證該預(yù)涂劑對(duì)電解槽運(yùn)行未造成不良影響， 方可投入使用。
    ２ 不預(yù)涂的過濾器的特點(diǎn)及匹配時(shí)應(yīng)注意的問題
    ２．１ 不預(yù)涂精密過濾器的特點(diǎn)
    （１）不采用預(yù)涂劑；
    （２） 過濾介質(zhì)的濾孔小于過濾懸浮液中顆粒的粒徑， 屬表面過濾；
    （３） 由于表面過濾時(shí)過濾介質(zhì)表面與懸浮物形成的濾餅直接接觸， 不預(yù)涂過濾器對(duì)形成濾餅有一定的要求， 是過濾器過濾運(yùn)行與反沖運(yùn)行優(yōu)化的主要條件。不粘性是對(duì)不預(yù)涂過濾器的研究重點(diǎn)。
    ２．２ 匹配研究
    （１） 采用適用的預(yù)處理工藝， 優(yōu)化濾餅特性， 使 形成的濾餅阻力小， 不粘黏；
   （２）去除或減少影響過濾性能的物質(zhì)， 以提高運(yùn)行周期， 減小過濾阻力；
   （３）過濾器本身過濾介質(zhì)具有不粘性。
    ２．３ 運(yùn)行特點(diǎn)
    由于反沖比較容易， 反沖后無須預(yù)涂， 過濾運(yùn)行的形式是恒壓恒流量過濾， 采用定時(shí)反沖， 保證過濾壓力基本恒定。
    ３ 判別精密過濾器的性能指標(biāo)
    ３．１ 濾出鹽水的固體懸浮物含量
     由于精密過濾器是固液分離裝置， 濾出鹽水中懸浮物指標(biāo)是zui有代表性的指標(biāo)， 即 ＳＳ＜１ ｍｇ／Ｌ。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)對(duì) ＳＳ＜１ ｍｇ／Ｌ 的要求， 幾乎所有供應(yīng)廠商均能達(dá)到， 但進(jìn)一步觀察出水的透明度和樹脂塔的運(yùn)行情況， 結(jié)論不一致。分析原因是（１）檢測(cè)指標(biāo)不能代表全過程的水質(zhì)指標(biāo)， 出水水質(zhì)不穩(wěn)定； （２）檢測(cè)方法不合理。
     查閱有關(guān)資料， 鹽水中固體懸浮物的測(cè)定是采用重量法。由于取樣 １ ０００ ｍＬ， 固體懸浮物的質(zhì)量濃度在 １×１０－６ 左右。而用于過濾樣品的濾膜的重量在０．１０３～０．１０６ ｇ。很明顯， 稱重天平的誤差比濾出懸浮物的重量還要大。要減少分析誤差， 必須加大取樣量， 將原規(guī)定 １ ０００ ｍＬ 提高至 ５０ Ｌ。如果簡(jiǎn)單地只用 ＳＳ 指標(biāo)會(huì)造成誤導(dǎo)， 必須將使用該設(shè)備廠家的樹脂塔和電解槽的運(yùn)行情況等作為選擇供應(yīng)商的參考。
    有的廠家使用精密過濾器后， 發(fā)現(xiàn)大量的鐵離子污染樹脂和離子膜。這可能是不少?gòu)S商在預(yù)處理過程中采用 ＦｅＣｌ３ 絮凝劑所致， 絮凝劑 ＦｅＣｌ３ 在堿性鹽水中會(huì)生成 Ｆｅ（ＯＨ）３， 由于 Ｆｅ（ＯＨ）３ 的溶度積很低， 在鹽水中 ＮａＯＨ 質(zhì)量濃度為 ０．０７～０．１０ ｇ／Ｌ 時(shí)，Ｆｅ３＋的質(zhì)量濃度大大地小于 １×１０－６。樹脂塔樹脂的污染主要是過濾器的泄漏使懸浮物中的 Ｆｅ（ＯＨ）３ 進(jìn)入， 在樹脂塔里與樹脂絡(luò)合， 使樹脂中毒， Ｆｅ３＋不會(huì)在再生的過程中釋放出來。
    ３．２ 使用壽命
     不管是預(yù)涂的還是不預(yù)涂的過濾器， 過濾單元的材質(zhì)都是非金屬， 承受力強(qiáng)度均不高。壽命長(zhǎng)短取決于結(jié)構(gòu)是否合理， 不僅要了解供應(yīng)商對(duì)使用壽命的承諾， 更要了解實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果。
    ３．３ 運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)性分析
    運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)性要在保證鹽水質(zhì)量和生產(chǎn)能力的前提下進(jìn)行分析。
來源：生意社