摘要： 介紹了江蘇省內精密過濾器的使用情況， 對比了不預涂和預涂過濾器的特點。提出了判別過濾器的性能指標， 強調指出在選擇過濾器時要了解供應商提供的過濾器的實際使用情況。

關鍵詞： 鹽水； 精密過濾器； 預涂； 不預涂；

中圖分類號： ＴＱ０５１．８＋５

文獻標識碼： Ｂ

文章編號： １００９－ １７８５（２００７）０３－ ００２９－ ０２

通過對江蘇省內使用的精密過濾器的調查， 不預涂的過濾器有凱膜公司的 ＨＶＭ膜過濾器、頗爾過濾器、戈爾過濾器； 還有預涂精密過濾器、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， 本文著重分析其各自特點， 以揚各種過濾器之長。

１ 預涂精密過濾器的特點及匹配時應注意的問題

１．１ 預涂精密過濾器特點

（１） 因過濾介質的濾孔大于被過濾懸浮物的粒徑， 可用于直接過濾， 運行時間短， 且不易反沖。

（２）過濾過程中采用預涂劑預涂， 即用預涂劑在過濾介質表面形成一層理想的濾餅， 濾餅孔徑小于懸浮物的粒徑。

（３）預涂劑形成的濾餅有很低的過濾阻力， 且與過濾介質不粘連， 有較好的反沖性能。

（４） 化學穩定性好， 對過濾流體不污染， 可降低預涂劑用量。

１．２ 匹配研究

（１）選擇預涂劑及制定預涂工藝；

（２）延長反沖洗周期， 降低預涂頻率。

１．３ 運行特點

過濾特點是變壓恒流量過濾； 反沖洗特點是水反沖洗、水氣反沖洗， 反沖洗壓力偏高。

１．４ 預涂劑的選擇

（１）２０ 世紀 ８０ 年代， 國內在引進碳素管過濾器的同時也引進了 α纖維素。α纖維素本身有優良的物理化學性質； 可以有不同的粒徑供選擇，能與不同粒徑的懸浮物匹配； 并已有成熟的預涂工藝。α纖維素目前已國產化，價格有了較大的下降， 是絕大多數生產和使用廠家推薦使用的預涂劑。

（２）２００４ 年以來， 本行業有采用粉煤灰作為預涂劑的。粉煤灰是鍋爐的下腳料， 易得， 幾乎不需要外購， 且在試運行過程中出水的透明度尚可。如預涂效果好， ＳＳ 可以小于 １。這表明粉煤灰作為預涂劑的物理性能尚可， 但過濾水質指標穩定性差， 反沖洗頻率高。廠家較長時間使用后發現， 電解槽的性能惡化，表現在單槽電壓升高， 電流效率明顯下降。解剖電解槽， 發現石棉隔膜上析出一層膠體黏稠物質。

１．５ 上述現象的分析

對上述現象進行了如下分析。

ａ．因對粉煤灰的粒徑、密度及使用量都沒有嚴格的標準要求， 造成過濾性能、過濾周期及過濾鹽水質量不穩定。

ｂ．粉煤灰的成分分析表明， 粉煤灰絕非完全是碳，而是由如下物質組成， ＳｉＯ２（４１．２５％）；Ａｌ２Ｏ３（２０．１９％）；Ｆｅ２Ｏ３（３．１％）；ＣａＯ（１．８８％），ＭｇＯ（０．６１％）， 均為質量分數。燒失量為 ３３．９８％。眾所周知， Ａｌ２Ｏ３ 和 ＳｉＯ２ 是二性氧化物， 不同 ｐＨ值時分子式不同， 物質的狀態也不同。一般進過濾器的鹽水 ｐＨ 值為 ９．５～１０．５， 甚至達 １１．０～１２．０。在強堿性下， Ａｌ２Ｏ３ 和 ＳｉＯ２ 會溶解， 而在中性、酸性條件下一般會析出。

對 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。由于鹽水進入電解槽時， ｐＨ 值為 ２～４； 進入隔膜時 ｐＨ值上升至 ６～８， ＳｉＯ２ 析出。Ａｌ２Ｏ３ 也有類似的化學性質。ＳｉＯ２ 和 Ａｌ２Ｏ３ 的這種性質使得它們在隔膜里形成黏稠物。粉煤灰在堿性鹽水中部分溶失， 以離子狀態進入鹽水， 并在電解槽隔膜處析出， 造成電解槽運行狀況惡化。使用新的預涂劑必須對其的物理化學性能進行分析。并經過工業化試驗， 驗證該預涂劑對電解槽運行未造成不良影響， 方可投入使用。

２ 不預涂的過濾器的特點及匹配時應注意的問題

２．１ 不預涂精密過濾器的特點

（１）不采用預涂劑；

（２） 過濾介質的濾孔小于過濾懸浮液中顆粒的粒徑， 屬表面過濾；

（３） 由于表面過濾時過濾介質表面與懸浮物形成的濾餅直接接觸， 不預涂過濾器對形成濾餅有一定的要求， 是過濾器過濾運行與反沖運行優化的主要條件。不粘性是對不預涂過濾器的研究重點。

２．２ 匹配研究

（１） 采用適用的預處理工藝， 優化濾餅特性， 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， 以提高運行周期， 減小過濾阻力；

（３）過濾器本身過濾介質具有不粘性。

２．３ 運行特點

由于反沖比較容易， 反沖后無須預涂， 過濾運行的形式是恒壓恒流量過濾， 采用定時反沖， 保證過濾壓力基本恒定。

３ 判別精密過濾器的性能指標

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是最有代表性的指標， 即 ＳＳ＜１ ｍｇ／Ｌ。在調查中發現對 ＳＳ＜１ ｍｇ／Ｌ 的要求， 幾乎所有供應廠商均能達到， 但進一步觀察出水的透明度和樹脂塔的運行情況， 結論不一致。分析原因是（１）檢測指標不能代表全過程的水質指標， 出水水質不穩定； （２）檢測方法不合理。查閱有關資料， 鹽水中固體懸浮物的測定是采用重量法。由于取樣 １ ０００ ｍＬ， 固體懸浮物的質量濃度在 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， 將原規定 １ ０００ ｍＬ 提高至 ５０ Ｌ。如果簡單地只用 ＳＳ 指標會造成誤導， 必須將使用該設備廠家的樹脂塔和電解槽的運行情況等作為選擇供應商的參考。

有的廠家使用精密過濾器后， 發現大量的鐵離子污染樹脂和離子膜。這可能是不少廠商在預處理過程中采用 ＦｅＣｌ３ 絮凝劑所致， 絮凝劑 ＦｅＣｌ３ 在堿性鹽水中會生成 Ｆｅ（ＯＨ）３， 由于 Ｆｅ（ＯＨ）３ 的溶度積很低， 在鹽水中 ＮａＯＨ 質量濃度為 ０．０７～０．１０ ｇ／Ｌ 時，Ｆｅ３＋的質量濃度大大地小于 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 進入， 在樹脂塔里與樹脂絡合， 使樹脂中毒， Ｆｅ３＋不會在再生的過程中釋放出來。

３．２ 使用壽命

不管是預涂的還是不預涂的過濾器， 過濾單元的材質都是非金屬， 承受力強度均不高。壽命長短取決于結構是否合理， 不僅要了解供應商對使用壽命的承諾， 更要了解實際運行的結果。

３．３ 運行成本的經濟性分析

運行成本的經濟性要在保證鹽水質量和生產能力的前提下進行分析。