摘要：介紹了纖維過濾器的構造，過濾機理及用于鹽水精制的試驗情況，經過對出現的問題進行改進和完善，應用結果表明纖維過濾器完全可以代替PEi~_濾器。
關鍵詞：隔膜法燒堿；精制鹽水；纖維過濾器；PE過濾器
中圖分類號：TQ114．26 文獻標識碼：B 文章編號：1009—1785(2006)10—0029—02
l 前言
隔膜法燒堿對鹽水質量的要求雖不如離子膜電解法燒堿嚴格，但高質量的精制鹽水對于隔膜法燒堿的電槽正常運行，提高隔膜使用壽命，降低槽壓、降低電耗有著十分重要的意義。
傳統的隔膜堿對鹽水q~p(Ca 、Mg 1≤7 mg／L的要求。在葛化集團武漢祥龍電業股份有限公司氯堿廠已被更高的要求所代替。目前該廠絕大部分進槽鹽水中的Can、Mgn離子質量濃度均為零(用常規分析方法檢測不~1]Ca 、Mg2 )，一旦出現Can、Mg2 質量濃度達到3 mg／L，即被視為鹽水質量不正常。
靠傳統的“沉降+砂濾”很難獲得高質量的進槽鹽水。該廠1994年就在隔膜堿中率先采用二次過濾鹽水，當時采用的3臺100in2PE管過濾器(二開一備)，從l 994年至2004年，PE管過濾器在確保鹽水質量，降低電解電耗中起到了較大作用。該法的主要缺點是需要預涂和本體給料 纖維素。實際上PE管只起到骨架作用， 纖維素才起過濾作用，鹽水二次精制的運行費較高(每噸兩i元)，更為嚴重的是，隨著鹵水代鹽比例的提高，PE管使用壽命從3 a降低到不足1 a，每換1次PE管的費用為10萬元／臺，使得更換PE管費用又成為較重的負擔。PE管壽命變短的原因是鹵水中含有銨(或胺)，要除銨就必須加次氯酸鈉，這就造成因加次氯酸鈉而帶入的氯酸根及游離氯對PE管的嚴重腐蝕。因此，尋求PE過濾器代用品已迫在眉睫。
2 纖維過濾器簡介
纖維過濾器是采用經過特殊成形處理的纖維束為過濾元件。該過濾器的纖維床內部設有由若干個膠囊組件構成的加壓室，在過濾器外部設有膠囊充水和排水裝置。過濾時，通過膠囊充水裝置向膠囊內充入一定量的水，纖維濾床被壓縮，形成變隙濾床，從而實現深層過濾的理想狀態。清洗過濾器時，通過原水的壓力使膠囊內部的水排出，纖維濾床變得疏松，在清洗水流和清洗空氣的作用下使纖維濾層得到徹底的清洗。
纖維過濾器可獲得深層過濾效果，具有截污容量大，過濾速度快，出水水質好等優點。
3 纖維過濾器用于鹽水過濾的試驗
纖維過濾器以前一般應用在電力、純水生產及污水處理等行業，2004年前未見有用于鹽水精制的報道。此前祥龍電業熱電廠已成功使用該過濾器達5 aM上，但是用于鹽水精制則纖維要具有耐溫度(纖維長期處于50～60℃狀態下T作)、耐化學腐蝕等特點。為了論證纖維過濾器用于鹽水過濾的可行性．該在2004年l0月進行了纖維過濾的試驗工作，由設備生產廠家提供試驗纖維。
3．1 試驗目的
試驗目的為確定截污能力；過濾精度；纖維耐腐蝕情況。
3.2 試驗方法
3．2．1 截污能力及過濾精度
將纖維放入050 mm，長約一千五百毫米的玻璃管內．纖維高度200 mm，將沉清槽出口鹽水放入玻璃管上端．靠液體重量壓緊纖維過濾后，鹽水從玻璃管下端流出，分析玻璃管進出口Ca 、Mg2+含量，從出口分析數據則可知過濾精度，從進出口分析數據、過濾流量及過濾時間(在約一米壓差下．不能過濾為止)即可計算出截污能力。
(1)過濾精度
過濾精度以Ca 、M 為依據，來分析其他固體物。經測試進口Ca 、M。 的質量濃度平均為0．7 1 5 mg／L和3．380 mg／L，出口Ca 、Mg 的質量濃度平均為0．126 mg／L、1．020 mg／L；砂濾器出口ca2+、Mg2+的質量濃度平均為0．138 mg／L。
(2)截污能力
試驗流量為1．3 L／rain，濾管內徑0．05 m，濾層高度O．2 m，進口平均Ca 、Mg 質量濃度為4．12 mg／L，出口平均Ca 、Mg： 質量濃度為0．992 mg／L，反洗周期約九十小時。截污能力為l1．3 kg／m 。
3．2．2 耐腐測試
將纖維分別放入質量分數約為百分之八的次氯酸鈉原液及氯水(干燥氯氣冷卻器排出的氯水)，經浸泡4 d后取出，氯水浸泡后的纖維已無強度，輕拉即碎，浸泡次氯酸鈉的纖維手拉強度尚好，繼續浸泡6 dR，再將浸泡的纖維取出，與未浸泡的纖維對比，各取4根纖維絲作掛重試驗，未浸泡的纖維在承重329 g后斷裂，浸泡次氯酸鈉的纖維承重229 gg斷裂。
3．3 試驗結論與分析
(1)纖維過濾可用于鹽水精制過濾，且精度優于砂濾器。
(2)由于是常壓過濾，纖維未壓緊，且可能有壁流現象，若處于生產狀態的纖維壓緊，且加壓過濾，精度及流量都會提高。
(3)生產狀態時纖維壓緊，截污能力會比試驗狀態下降。(4)纖維耐腐蝕情況。因是強化試驗，次鈉和氯氣(氯氣或游離氯)對纖維都有腐蝕，但鹽水中的次鈉質量濃度只有0．003～0．030 g／L，纖維在水處理中可用10 a以上．在鹽水中尚無結論，估計可能使用三四年．而換一次纖維每臺只用二萬元左右。
4 纖維過濾器使用情況
4．1 使用效果
鑒于試驗情況和分析結論，該廠于2005年1月開始整體訂購02 500 mm纖維過濾器2臺(一開一備，按150 m3／h清液能力設計)．于2005年4月投產。取纖維過濾器使用前后的2個月進槽鹽水分析數據相比，未用前進槽鹽水Ca 、Mg 月平均質量濃度為1．494 mg／L．使用后為0．05l 6 mg／L，其中95．5％分析數據為零。從以上分析數據可知，纖維過濾完全達到當初的過濾精度的要求。
4.2 出現問題
設備運行~J2006年1月，過濾器出現纖維掉落，過濾精度下降的現象，經拆開過濾器檢查，發現纖維掛鉤(不銹鋼)斷裂，纖維未斷，但強度下降，纖維污損情況輕微(說明纖維反洗再生能力強)，設備內受壓元件出現變形。
4．3 原因分析
(1)根據以往鹽水生產經驗，即從化鹽桶到精鹽水槽，除中和槽外均使用碳鋼，未采取防腐措施，在試驗中也沒有考慮纖維掛鉤的耐腐性能。
(2)通過試驗，鹽水對纖維的腐蝕情況是存在的，但估計用三四年是有可能的(廠家承諾10 a，是根據在純水及污水使用中的情況)，據檢查纖維情況．估計壽命在兩三年。
(3)導致腐蝕的根本原因是為了除銨在精鹽水中加入了次氯酸鈉，導致鹽水中出現微量(0．003～0．030 g／L)次鈉及游離氯(由耐腐試驗可知，游離氯對纖維有嚴重腐蝕，不銹鋼也不耐次鈉及游離氯)，次鈉及游離氯是造成掛鉤腐蝕及纖維強度降低的直接原因。
4．4 改進及完善
(1)全部更換掛鉤，由不銹鋼改為鈦材。
(2)更換纖維，由于設備處在設備生產廠的保質期內．由設備生產廠免費更換纖維。
(3)改變鹽水工藝流程，將加次鈉的位置放在纖維過濾器之后，徹底改變過濾設備接觸次鈉及因加次鈉產生的游離氯。
(4)掛鉤由不銹鋼改鈦材后，成本約有上升(1臺約一萬元)，也可選用合適的非金屬材料。
(5)因過濾器是按水處理設備設計的．從受壓元件變形上來看，設備生產廠家應按化工壓力容器來設計，提高受壓元件的強度。
5 結論
(1)纖維過濾器完全可以代替PE管加僅纖維素的過濾方法，兩者相比，前者具有投資省，無運行費(除動力電外)，操作簡便，更換濾料費用低，纖維再生、反洗性能良好等特點。
(2)纖維過濾器屬于深層過濾，過濾精度可通過水囊壓力調節，而砂濾器嚴格來講屬表面過濾，過濾精度低于纖維過濾器。
(3)纖維過濾器適用于傳統“沉清+砂濾”的隔膜堿生產廠家，且使用后由于鹽水質量提高帶來的電槽收益(隔膜壽命提高及節電)遠遠大于纖維過濾器本身的投入。
(4)該廠纖維過濾器是在傳統砂濾器之后，兩者并存，砂濾器進出口及纖維過濾器出口Can、M 的質量濃度分別是：
沉清桶出口：2．4537mg／L；砂濾器出口：1．494rag／L；纖維過濾器出口：0．0516mg／L。砂濾器過濾面積為32．15 m2(2臺同時用)；纖維過濾器面積為4．9 m2／臺(2臺，一開一備)，每小時鹽水流量約為一百二十立方米。
砂濾器反洗周期50 h；纖維過濾器反洗周期為120 h。砂濾器截污能力為0．179 kg／m ：纖維過濾器截污能力為4．23 kg／m2。
若取消砂濾器直接用纖維過濾器，所需面積為l3．8 m (假設纖維過濾器反洗時間由120h改為48h)。需03000mm，F=7．1 m 維過濾器3臺(二開一備)，或進一步縮短反洗周期。
(5)鹽水生產中若需加人次氯酸鈉來除銨(胺)，則要考慮其加入點，否則對纖維有腐蝕作用，縮短纖維壽命。
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