摘 要：微米級高分子精密過濾是一種能作澄清過濾，也能作濾餅過濾，能卸干濾餅，過濾介質(zhì)能高效再生，耐化學性能極好，使用壽命很長的新型過濾技術。本文主要介紹該技術的組成、特點及其在精細化工、水處理及環(huán)保領域的主要應用。
關鍵詞：精密過濾；濾餅過濾；澄清過濾
微米級高分子精密微孔過濾技術是當前唯一一種不僅能用于含固量少，也能用于含固量多，能排出干濾餅，能對過濾介質(zhì)進行簡易的反吹再生，可長期使用的新型精密過濾技術。從70年代末開始在國內(nèi)各工業(yè)部門進行開發(fā)與推廣，已獲得廣泛應用。1992年與1996年，國家科委將該技術選為“八五”與“九五”的國家級科技成果重點推廣計劃項目。
1． 概況
微米級高分子精密微孔過濾技術由硬件與軟件組成
1.1 硬件 高分子精密微孔過濾機：內(nèi)裝高分子微孔過濾管；輔助裝置；主要是小型空壓機，儲氣罐與物料輸送泵等。
1.2 軟件 應用技術包括被過濾物料過濾性能的測試；過濾面積的計算，微孔過濾管與精密微孔過濾機的型號與規(guī)格的選型，精密微孔過濾機在生產(chǎn)現(xiàn)場的安裝與操作方法等。
工業(yè)生產(chǎn)上要進行精密過濾的物料非常多，性能差異很大，要求各不相同，所需應用的高分子精密微孔過濾機必須有多種型號與規(guī)格。目前浙江省溫州市水處理器材廠生產(chǎn)的PG型精密微孔過濾機按結構不同，有PGR、PGK、PGF、PGH、PGD及PGW等多種型號，過濾面積規(guī)格更多，最大的有200m2，最小的為0.5m2。
微孔過濾管按毛細平均孔徑分型號，微孔PE管從PE-1至PE-8有8種型號（微孔PA管從PA-4至PA-8有5種型號），每種型號按直徑與壁厚分有許多規(guī)格，最大為外徑120mm，最小為13mm，壁厚最大為30mm，最小為2.5mm，長度最長為1500mm。
2． 主要性能
2.1 過濾效率高：用于靜止液固精密過濾，最小可過濾0.5μm，對于氣固精密過濾，0.3
μm顆粒的過濾效率大于99%；
2.2 洗滌效率高：可對微孔過濾管外表面所形成的濾餅層進行靜止洗滌，洗滌效率大于95%；
2.3 排濾餅簡便：利用0.6Mpa壓縮氣體，對微孔過濾進行快速反吹，就可很方便地將干濾餅從微孔管上吹下，通過氣缸打開的大底蓋落到微孔過濾機外面；
2.4 再生效率高：用“氣—水混合流體”可對微孔過濾管進行快速反吹再生，將堵塞在微孔管毛細孔內(nèi)的微粒大部分反吹出來，微孔管可長期使用，再生操作很簡便；
2.5 耐腐蝕性能好：微孔過濾管耐酸、堿、鹽及70℃以下大部分有機溶劑，微孔過濾機內(nèi)部可襯橡膠（也可內(nèi)襯四氟乙烯）。
2.6 維護檢修方便：PG型精密微孔過濾機結構簡單，微孔過濾管比較輕，維護與檢修均較方便；
2.7 動力消耗小：過濾壓差一般不超過0.3Mpa，動力消耗較小。
2.8 占地面積少：大部分PG型精密微孔過濾機為立式，每單位過濾面積所需的占地面積較小。
PG型精密微孔過濾機如配以自控閥門與控制裝置，可以達到全自動或半自動操作。
高分子精密微孔過濾機的主要不足是耐溫較低（微孔PE過濾管的最高使用溫度不超過80℃，微孔PA過濾管的最高使用溫度不超過120℃），此外濾餅干度不及皮膜擠壓的壓濾機或三足式離心機。
3． 在精細化工生產(chǎn)上的主要應用
3.1 催化劑的精密過濾：在精細化工、制藥與石油化工等工業(yè)，無論催化劑生產(chǎn)工藝或催化劑應用工藝，都必須對催化劑進行過濾（有的還要洗滌），大多數(shù)催化劑為顆粒很細的貴重金屬，用一般過濾裝置，難以達到高效分離，而PG型精密微孔過濾機可以做到100%分離，此外，排濾餅與微孔管再生等操作很簡便。已大量用于各種催化劑的過濾，如鈀催化劑，某些石油催化劑及某些化肥催化劑等，也大規(guī)模用于某催化劑前體——氫氧化鋁的過濾與洗滌。
3.2 微米級細顆粒產(chǎn)品的過濾與洗滌：PG型精密微孔過濾機應用于許多1μm左右的化工產(chǎn)品的過濾與洗滌，如硫化鋇、硫酸鋇、氧化鋁、TiO2等，硫酸鋇的精密微孔過濾機已在生產(chǎn)上連續(xù)成功應用20年。
3.3 粉末活性炭與脫色液的精密過濾：在精細化工等生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需用粉末活性炭進行液體脫色，脫色后粉末活性炭成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序。粉末活性炭微粒最細只有1~2μm。用一般濾布或濾紙難以完全濾住。PG型精密微孔過濾機可使1μm左右的炭微粒高效地濾出來，不易漏炭。已成功應用于許多化工產(chǎn)品的粉末活性炭過濾，如J酸、依康酸等。
3.4 液體原料的精密過濾：許多精細化工產(chǎn)品的原料為液體，為保證化學反應產(chǎn)品的質(zhì)量，需對液體原料先進行精密過濾。如制硫酸鋇的原料的氯化鋇與硫酸鈉，采用精密微孔過濾后，使硫酸鋇產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。PG型精密微孔過濾機還用于許多其它液體原料的過濾，如制氫氧化鋁的原料之一的硫酸鋁的精密過濾等。
3.5 液體產(chǎn)品的精密過濾：許多化工產(chǎn)品是液體，如酸、醇及各種溶液等。在產(chǎn)品出廠前需要進行終端精密過濾，以提高產(chǎn)品的澄明度。PG型精密微孔過濾機已用于許多液體產(chǎn)品的精密過濾。如山梨醇、聚丙烯酰胺等的產(chǎn)品精密終端過濾。
3.6結晶前液體的精密過濾：結晶前，如對液體進行精密過濾，去除不溶性雜質(zhì)，提高了液體的澄明度，則結晶產(chǎn)品的純度就可明顯增加，PG型精密微孔過濾機已用于許多此類物料的過濾，如雙氰胺等產(chǎn)品。
4．生產(chǎn)用水與生活用水的精密微孔過濾：
4.1 生產(chǎn)用水的精密微孔過濾：PG型精密微孔過濾機已大量用于生產(chǎn)用水的精密過濾。如水源是較干凈的江湖水、水庫水、自來水或地下水，則直接利用精密微孔過濾機，使水的濁度降到1ppm左右。這種水可直接用于生產(chǎn)，或繼續(xù)通過電滲析器、離子交換器、微孔膜濾器、超濾膜濾器或反滲透器，作進一步凈化。由于微孔管去除率高，又易于反吹再生，使用壽命長，這類預過濾可大大延長電滲析膜，離子交換樹脂，微孔膜，超濾膜及反滲透膜等介質(zhì)的使用壽命。如某一化學試劑廠制超純水，利用PG型作預過濾，每小時處理水量達30m3。
4.2 生活用水的精密微孔過濾：江湖原水經(jīng)絮凝與砂濾制成自來水，由于各種原因，進入用戶的自來水的濁度往往較高。采用PG型微孔過濾機繼續(xù)進行復濾，可直接采用微孔精密過濾機制取低濁度的水，微孔精密過濾處理江湖水，其生產(chǎn)能力平均為0.4~0.5m3/m2h。由于微孔管可用壓縮空氣反吹再生，使用壽命一般可達二年以上。
5．在三廢處理上的應用：
5.1 在廢水處理上的應用：
5.1.1 重金屬廢水的處理：各種形態(tài)的重金屬廢水，如Ni+2、Pb+2、Cu+2、Cd+2、Zn+2、Cr+6、Cr+3等酸性重金屬離子廢水與MnSO4、CuO、PbSO4等重金屬離子化合物廢水，均可應用PG型精密微孔過濾機進行有效處理。對酸性重金屬離子廢水需預先進行中和處理，然后進行精密微孔過濾（對需先還原后中和）。對中性重金屬氧化物廢水，一般只需進行精密微孔過濾即可。這些處理技術已在國內(nèi)大規(guī)模推廣應用，已連續(xù)應用十年以上。
5.1.2 非金屬有害元素廢水的處理：對氟、硫等元素，先經(jīng)化學預處理，使之形成不溶性沉淀，然后采用PG型精密微孔過濾機，一次過濾就可達到排放要求，已成功用于一些廠含氟與含硫等廢水的處理。
5.1.3 除塵洗滌廢水的處理：濕法除塵后，一些廠采用自然沉淀池，占地面積大，投資費大，由于沉降分離不完全，回用水易堵塞噴頭；采用PG型精密微孔過濾機，過濾效率高，水質(zhì)清澈透明，回用后不易堵塞噴頭。本方法不需很大的沉淀池，占地面積小，從PG型精密微孔過濾機就可直接排出比較干的渣。本方法已用于一些廠的煙塵廢水的過濾。
5.1.4 化工生產(chǎn)流失產(chǎn)品的回收：許多化工生產(chǎn)的結晶或聚合物產(chǎn)品采用以濾布為過濾介質(zhì)的各種過濾機過濾，許多微米與亞微米級的固體微粒會穿漏，無法回收，跟著廢水流走，不僅財富損失，也污染環(huán)境。PG型精密微孔過濾機已用于回收化工產(chǎn)品，如TiO2、V2O5、碳黑等等。
5.1.5 其它化工廢水：PG型精密微孔過濾機還大量用于乳膠漆廢水，硫酸或磷酸廢水，顏料廢水等的過濾。
除了廢水過濾外，微孔PE管還可用于曝氣法處理化工等廢水。微孔PE管是非常理想的氣體鼓泡器，氣泡細而均勻，溶解氧高，已用于石化生產(chǎn)上含油廢水的曝氣，處理后水中油濃度只要2~3ppm，COD也符合排放標準。
5.2 氣流消聲處理：由于微孔PE管消聲效果極好，壓縮氣體從儲氣柜直接想大氣排放時，噪音可達100~120分貝，如果通過微孔PE管排放，一般只有20~30分貝。此技術已大量用于氣動元件排氣時的消聲以及壓縮氣體向大氣排放時的消聲。
5.3 氣體除塵：微孔PE管除塵效率非常高，如0.3μm的微粒，過濾效率可超過99%，通氣速度可達4m3/m2h，壓差只有0.01Mpa左右，已成功用于一些化工生產(chǎn)上原料氣體的除塵與除油水的過濾，連續(xù)應用十年多。只要氣體溫度不超過120℃，微孔PA管可用于這些熱氣體的除塵過濾。
6．結束語
微米級高分子精密微孔過濾是一種先進的液固與氣固的精密過濾技術，能過濾住1左右的細顆粒，能快速又簡便地排除干濾餅，能方便地對微孔過濾管進行再生，能長期反復使用，精密微孔過濾機結構簡單，占地面積較小，動力消耗省，已在工業(yè)上獲得成功應用，可廣泛應用于精細化工，水處理及三廢處理等領域。
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