精密過(guò)濾器淺析

摘要： 介紹了江蘇省內(nèi)精密過(guò)濾器的使用情況， 對(duì)比了不預(yù)涂和預(yù)涂過(guò)濾器的特點(diǎn)。提出了判別過(guò)濾器的性能指標(biāo)， 強(qiáng)調(diào)指出在選擇過(guò)濾器時(shí)要了解供應(yīng)商提供的過(guò)濾器的實(shí)際使用情況。

關(guān)鍵詞： 鹽水； 精密過(guò)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(guò)對(duì)江蘇省內(nèi)使用的精密過(guò)濾器的調(diào)查， 不預(yù)涂的過(guò)濾器有凱膜公司的 ＨＶＭ膜過(guò)濾器、頗爾過(guò)濾器、戈?duì)栠^(guò)濾器； 還有預(yù)涂精密過(guò)濾器、碳素管過(guò)濾器、瑞士 ＤＹＭ過(guò)濾器、種植膜過(guò)濾器等。兩種過(guò)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(guò)濾器之長(zhǎng)。

１ 預(yù)涂精密過(guò)濾器的特點(diǎn)及匹配時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

１．１ 預(yù)涂精密過(guò)濾器特點(diǎn)

（１） 因過(guò)濾介質(zhì)的濾孔大于被過(guò)濾懸浮物的粒徑， 可用于直接過(guò)濾， 運(yùn)行時(shí)間短， 且不易反沖。

（２）過(guò)濾過(guò)程中采用預(yù)涂劑預(yù)涂， 即用預(yù)涂劑在過(guò)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(guò)濾阻力， 且與過(guò)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(guò)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(guò)濾特點(diǎn)是變壓恒流量過(guò)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(guò)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(lái)， 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(guò)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(guò)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健⒚芏燃笆褂昧慷紱](méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求， 造成過(guò)濾性能、過(guò)濾周期及過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)濾器的特點(diǎn)及匹配時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

２．１ 不預(yù)涂精密過(guò)濾器的特點(diǎn)

（１）不采用預(yù)涂劑；

（２） 過(guò)濾介質(zhì)的濾孔小于過(guò)濾懸浮液中顆粒的粒徑， 屬表面過(guò)濾；

（３） 由于表面過(guò)濾時(shí)過(guò)濾介質(zhì)表面與懸浮物形成的濾餅直接接觸， 不預(yù)涂過(guò)濾器對(duì)形成濾餅有一定的要求， 是過(guò)濾器過(guò)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(guò)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(guò)濾性能的物質(zhì)， 以提高運(yùn)行周期， 減小過(guò)濾阻力；

（３）過(guò)濾器本身過(guò)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(wú)須預(yù)涂， 過(guò)濾運(yùn)行的形式是恒壓恒流量過(guò)濾， 采用定時(shí)反沖， 保證過(guò)濾壓力基本恒定。

３ 判別精密過(guò)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(guò)濾器是固液分離裝置， 濾出鹽水中懸浮物指標(biāo)是代表性的指標(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(shù)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(guò)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(guò)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(shù)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(guò)濾器后， 發(fā)現(xiàn)大量的鐵離子污染樹(shù)脂和離子膜。這可能是不少?gòu)S商在預(yù)處理過(guò)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(shù)脂塔樹(shù)脂的污染主要是過(guò)濾器的泄漏使懸浮物中的 Ｆｅ（ＯＨ）３ 進(jìn)入， 在樹(shù)脂塔里與樹(shù)脂絡(luò)合， 使樹(shù)脂中毒， Ｆｅ３＋不會(huì)在再生的過(guò)程中釋放出來(lái)。

３．２ 使用壽命

不管是預(yù)涂的還是不預(yù)涂的過(guò)濾器， 過(guò)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。