摘要：本文簡要分析了目前工業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用的幾種液固分離技術如重力沉降、循環(huán)過濾、多級過濾、真空過濾及錯流過濾等在節(jié)能減排上的不足，敘述了亞剛性高分子精密微孔過濾技術的突出性能與特點，介紹了該技術在化工等生產(chǎn)上的成功應用。

關鍵詞：亞剛性精密微孔過濾   濾餅過濾   澄清過濾

PROBLEMS OF CURRENT SOLID-LIQUID SEPARATION TECHNOLOGY ＆ A NEW TYPE OF LIQUID-SOLID FILTRATION TECHNOLOGY

Song Xianhong,  Song Zhili

 

Abstract: This paper analyzed the lack of energy saving and emission reduction with several liquid-solid separation technologies which are widely used in the current industrial production, such as gravity sedimentation, cyclic filtration, multi-stage filtration, vacuum filtration and cross-flow filtration, and detailed on the outstanding performance and features of the sub-rigid polymer precise microfiltration technology. It also introduced the successful application of the technology in the chemical production. Key words: sub-rigid precise microporous filtration, cake filtration, clarification filtration

在各類工業(yè)生產(chǎn)，尤其在化工、冶金、制藥與食品等規(guī)模較大的工業(yè)生產(chǎn)，液固分離是一類非常重要又廣泛使用的單元操作，這些操作技術的性能優(yōu)劣直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量、收率、成本、勞動生產(chǎn)率，也關系到節(jié)能、減排、勞動保護及企業(yè)所處地域的自然環(huán)境。

1  當前我國工業(yè)生產(chǎn)上的固液分離技術的概況

自工業(yè)革命后二百多年來，世界工業(yè)生產(chǎn)上出現(xiàn)品種繁多，性能各異的固液分離技術與裝置，國外有的，我國基本上都有。對于容易過濾的物料，即固體顆粒大于 10 μ m ，顆粒是剛性，不易變形，無粘性，現(xiàn)有的大多數(shù)分離技術與裝置基本都可使用；但對于難過濾物料，即固體顆粒小于 10 μ m ，顆粒非剛性，易變形，粘性比較大，現(xiàn)有的大多數(shù)分離技術與裝置均難以有效解決，基本上都收率較低，能耗與物耗高，勞動強度大，勞動保護差，環(huán)境污染嚴重。

隨著不可再生的資源與能源日漸枯竭，隨著新材料工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)加工技術不斷提高，小于 10 μ m 的微米與亞微米級的難濾物料愈來愈多，即使大于 10 μ m 的易濾物料中，往往也含有一定比例的小于 10 μ m 的微粒。工業(yè)生產(chǎn)上已有的分離技術與裝置難以解決大量出現(xiàn)的難濾物料的高效分離與回收問題，以致在許多工業(yè)部門，落后的液固分離裝置已成為高能耗與高物耗的主要因素之一，成為許多江河湖泊受污染的主要來源。

目前，工業(yè)生產(chǎn)上液固分離技術與裝置中，真正既節(jié)能又減排的很少，即使有，其應用范圍也很窄，能廣泛應用的更少。大多既不節(jié)能亦不減排。有一些先進的液固分離技術，減排性能很突出，但能耗與成本很高，成為減排不節(jié)能，成本又很高的技術。

工業(yè)生產(chǎn)上的已有的液固分離技術與裝備種類繁多，性能各異，從節(jié)能與減排的要求對這些技術進行評判，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在已被較廣泛應用的以下幾種技術應引起重視，不能再盲目選用。

1.1  重力沉降分離

這是最古老，最原始，也是最簡易的分離技術。盡管重力沉降技術中已進行相當多改進，如絮凝，斜板（或斜管），濃密機等等，其核心原理仍是重力沉降，雖簡單易行，但小于 1 μ m 的微粒幾乎無法分離，即使 1 ～ 5 μ m 的微粒也很難高效分離。分離效率低是這一古老原始技術的致命弱點，如用于處理量不多的液體，選用沉降桶也許是可供選用的方案，因為成本低；但如用于處理規(guī)模很大的液體，建筑大型的占地面積大的沉淀池，其建筑的投資成本并不低，再由于分離效率差，該回收沒有回收，不該排放都排放，肯定會大量增加環(huán)保成本。因此今后新建的工業(yè)企業(yè)，重力沉降一般不宜大量選用。

1.2  循環(huán)過濾

目前絕大部份的液固過濾裝置都是選用經(jīng)緯編制的濾布與濾網(wǎng)。如用于過濾大于 10 μ m 的微粒，分離效率很高，但用于小于 10 μ m 的微粒，分離效果很差，穿漏很嚴重，只能依靠循環(huán)過濾，反復循環(huán)，有的甚至長達 2 小時以上，才能使濾液澄清，才達到工藝要求。過濾起動后，如進行 1 至 2 分鐘循環(huán)，對許多物料是可允許的，這可防止過濾機的濾液出口的管道內(nèi)可能存在的殘留的微粒對濾液的污染，但長達 2 小時的循環(huán)，這會顯著浪費能耗。如一大型企業(yè)，每小時平均濾液量為 900m3 ，過濾壓差為 0.2MPa ，每天不得已要累計循環(huán) 6 小時，則每年要浪費電量達 12 萬度。如果全國有一萬家這類企業(yè)，每天都作無效循環(huán) 6 小時的過濾，全國就多耗 12 億度電。

1.3  多級過濾

“多級過濾”一直用于對產(chǎn)品的質(zhì)量極為嚴格的藥品、飲料、微電子等產(chǎn)品的生產(chǎn)。逐級增加精度的“多級過濾”就是增加多道嚴密防線，可高效防止個別微粒漏網(wǎng)而影響最終產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)在國內(nèi)許多企業(yè)把這一方法推廣到含固量很多的料漿的液固濾餅過濾。先把物料中粗的與次粗的逐級過濾出去，剩下很少量極細的微粒，最后用一級精度很高的濾材進行分離。許多人都以為這方法既保證濾液質(zhì)量與澄明度，又可以用最少的過濾面積處理含固量很多的大體積的料漿，幾乎這樣的處理很巧妙。但如用濾餅過濾的理論進行分析，這樣的處理方法往往適得其反，不僅不會減少過濾面積，反增大過濾面積，增大能耗?，F(xiàn)用一事例說明該方法不可取。某一粉體，其“平均體積粒徑”為 1.5 μ m ，如只用一次過濾，其平均濾速為 0.4m/h ，如改為二級過濾，第一級將料液中固體過濾了 99% ，剩下 1% 另由過濾精度更高的第二級進行過濾，但第二級所過濾的剩余粉體其“平均體積粒徑”已減至 0.3 μ m ，變得非常細，雖然要過濾固體重量只有 1% ，但其平均濾速降到只有 0.026m/h ，而要過濾的液體量卻與第一級的幾乎一樣。要完成第二級的過濾任務，所需的過濾面積比不分級的一次過濾要大 15.4 倍，能耗與物耗大幅增大。這樣的多級過濾完全得不償失。

1.4  真空過濾

真空過濾是工業(yè)生產(chǎn)上應用很普遍的過濾方法，尤其連續(xù)式過濾，采用加壓過濾很少，絕大多數(shù)連續(xù)式過濾為真空過濾，因為真空連續(xù)過濾機的結(jié)構(gòu)最簡單。對大于 10 μ m 的易濾物料，如果不考慮敞口的真空過濾對環(huán)境的污染與環(huán)境對被過濾的固體產(chǎn)品的污染，絕大多數(shù)人喜歡真空連續(xù)過濾。但很少有人考慮，真空過濾的能耗比加壓過濾大得多。加壓過濾只需一項能耗，即液固分離，濾餅洗滌與壓干，而真空過濾除了液固分離，濾餅洗滌與壓干這一項外還需另外二項。一項是將盛濾液的真空容器從大氣狀態(tài)抽空至真空過濾所需的真空度時所耗的能耗，另一項是將與濾液等體積的真空容器內(nèi)的空氣抽吸并壓縮至稍大于大氣壓并排到大氣中所需的能耗。抽真空時氣體壓縮比較大，如果真空過濾時的真空度為 0.007Mpa （相當于 51 毫米汞柱），其壓縮比要達 15 ，這樣大的壓縮比所消耗的功率必然較大。一般第一項能耗只占真空過濾總能耗的 1/4 左右，另二項能耗約占 3/4 。如果全國的真空過濾的每年能耗為 10 億度電，其中只有 2.5 億度為有效能耗，另外 7.5 億度電為無效能耗。真空過濾比加壓過濾的能耗大得多的事實應該引起有關人員重視。

1.5  錯流過濾

錯流過濾目前在國內(nèi)外的應用已愈來愈多。該方法原來大量用于無固體顆粒的超濾，納濾與反滲透等均相分離?，F(xiàn)在許多人將其擴大到固體顆粒非常細的非均相物料的增稠過濾。極細顆粒組成的濾餅層的比阻非常大，進行濾餅過濾時，其過濾的平均濾速非常慢。如要提高濾速，唯一的辦法是過濾時應無濾餅層，于是均相分離時防止?jié)獠顦O化的錯流方法被借用到過濾極細微粒的非均相過濾。錯流方法是在濾材表面產(chǎn)生高速料漿流動，能及時將已形成的濾餅層沖刷掉，減少了濾餅層厚度，也就減少了過濾阻力，增加了濾速，因而減少了能耗，但料漿的高速流動又明顯增加能耗。由于料漿中固體顆粒有一定濃度，兩濾材之間的空隙不可能非常小，這就導致料漿高速流動的能耗相當高。特舉一例：一臺過濾面積為 50m2 的陶瓷膜管式過濾器，每小時過濾濾液量為 50m3 ，過濾壓差為 0.1MPa ，其過濾本身能耗只有 1.7kw 。由于采用錯流過濾，其保持錯流的循環(huán)能耗卻非常大。該 50m2 的陶瓷膜管式過濾器可有二種結(jié)構(gòu)方案。一種方案為：膜管內(nèi)徑為 4mm ，膜管長為 1m ，總管數(shù)為 3979 根，料漿在管內(nèi)高速流動的能耗為 37kw ，每年電耗達 29 萬 kw 。另一方案：膜管內(nèi)徑為 2mm ，膜管長為 0.5m ，總管數(shù)為 7958 根，料漿高速循環(huán)的電耗達 40kw ，每年電耗達 32 萬 kw 。這兩方案的錯流過濾的循環(huán)電耗超出過濾本身電耗 20 倍以上。陶瓷膜是一種過濾效率極高的最新型過濾技術，其減排效果極為優(yōu)越，但用錯流方法其能耗實在太大，是典型的減排不節(jié)能的技術。

2  高效長效的亞剛性高分子精密微孔過濾技術的特點

為了解決小于 10 μ m 的微米與亞微米級超細微粒的液固過濾， 精密微孔過濾器 綜合性能相當突出，應用領域相當廣泛，經(jīng)濟效益與社會效益相當明顯。國外至今還沒有我們這類硬件與軟件這么完整，應用已很普遍的技術，因此該技術完全是自主創(chuàng)新的新型液固過濾技術。

2.1  突出性能

這是三高，一低，二方便（高過濾精度，高過濾效率，高壽命；低成本，卸除干濾餅方便，濾材再生方便）的技術。

2.1.1  高過濾精度與高過濾效率

對于一般溶液類液體，可 100% 濾住的最小顆粒徑為 0.3 μ m ；對于不同粒度的混合粉體，如其“個數(shù) d10 ”為 45 ～ 200 納米，（即按顆粒個數(shù)計數(shù)，有 10% 顆粒的粒徑不超過 45 ～ 200 納米），“體積 d10 ”為 0.6 ～ 1 μ m （即按重量或體積計，有 10% 的顆粒小于 0.6 ～ 1 μ m ），這些超細混合粉體也可 100% 濾住。對絕大多物料，一次過濾就可使濾液清徹透明，不需循環(huán)過濾。

2.1.2  過濾機與濾材的壽命長

只要溫度不超過 100 ℃，在其他任何條件下，濾材的壽命都超過 2 ～ 6 年（一般濾布的壽命不超過三個月），有的已超過十年；過濾機的壽命更長，鋼制過濾機都可用十五年，不銹鋼的都超過三十年。

2.1.3  低成本

由于壽命長，性價比相當高，占地面積小，動力消耗?。ㄟ^濾壓差不超過 0.2 ～ 0.25MPa ），操作又較簡單，無繁重體力勞動，能耗、物耗、人工費及維護費低，因而總成本相當?shù)汀?/span>

2.1.4  操作簡便

濾材為亞剛性，抗拉強度不低，對于管式濾材，可用 0.6MPa 的壓縮氣體進行沖擊式反吹，可將較干的濾餅從亞剛性過濾管外表面快速吹脫，又可將堵在微孔管的毛細孔內(nèi)的堵塞微粒強制反吹出來，達到高效，快速與簡便地卸除干濾餅與再生目的。對于其他大多數(shù)過濾裝置，遇到難濾的超細微粒，都無法解決高效快速卸除干濾餅與高效再生這兩大難題。

2.2  其他特點

2.2.1  既可用于含固量多的需得到較干濾餅的高效精密濾餅過濾，也可用于含固量很少的，但處理量很大的液體精密澄清過濾。

2.2.2  除了 98% 以上的濃硫酸與 40% 的濃硝酸等強氧化劑，可耐各種不超過 100 ℃的有機酸、無機酸、各種堿與鹽等液體，溫度不超過 90 ℃的絕大多數(shù)有機溶劑。

2.2.3  所有精密微孔過濾機均是密閉過濾，氣味不外逸，外來塵埃不污染過濾物料；

2.2.4  對于含固量多的精密濾餅過濾，均可在機內(nèi)進行密閉高效洗滌，洗滌液消耗很省，又可在機內(nèi)進行濾餅壓干，使含水率相當?shù)?。所有濾餅過濾機均配有氣動的大直徑排干濾餅的底蓋。用氣缸打開底蓋后，采用 0.6MPa 壓縮空氣可將大體積干濾餅快速自動卸下。這些過濾機均可機械化與自動化操作，不需繁重體力勞動。

3  亞剛性高分子精密微孔過濾技術在化工等生產(chǎn)上的應用

國外至今除了少量生產(chǎn)本技術中個別濾材（如微孔 PE ），其應用也僅少量用于儀表上的氣體過濾或用于復印機等油墨過濾、筆尖過濾等局部領域外，沒有我們這么大規(guī)模用于很難濾的工業(yè)生產(chǎn)上的液固過濾領域。 精密微孔過濾機 已在化工、制藥、食品、冶金、礦山及環(huán)保等領域獲得推廣。凡是嚴格按照本技術特點進行售前試驗，計算，選型，制造，安裝與操作的企業(yè)都能獲得明顯經(jīng)濟效益，社會效益與環(huán)境效益。許多成功應用的企業(yè)甚至把本技術裝置作為秘密武器保護起來，防止同行推廣。

本技術的過濾精度與過濾效率比目前廣泛使用的傳統(tǒng)的過濾技術，具有明顯減排降耗效果。所用的能耗只用于過濾分離本身能耗，沒有循環(huán)過濾，多級過濾，真空過濾與錯流過濾等過濾方法所必需的外加多余能耗。能耗相當?shù)停哂忻黠@節(jié)能效果。因此本技術完全適應國內(nèi)節(jié)能減排要求，可明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，收率，減低成本，減低能耗與物耗，改善環(huán)境。

從 1973 年開始，當本技術還處于研發(fā)階段，就開始在化工，冶金，制藥與環(huán)保領域進行試用，均取得明顯效果。從 1978 年開始，，根據(jù)市場需要，逐漸擴大試用規(guī)模，根據(jù)試用后暴露的問題進一步對濾材與微孔過濾機的結(jié)構(gòu)進行開發(fā)。直至三十年后的今天，這種向深度與廣度的不斷研發(fā)與生產(chǎn)上不斷推廣均在同步進行之中，目的使這一我們自主創(chuàng)新的新的過濾技術具有更旺盛的生命力，使其能在我國工業(yè)生產(chǎn)上能廣泛應用，為提高工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，收率，勞動生產(chǎn)率，減少成本，減少能耗與物耗，改善環(huán)境，改善勞動生產(chǎn)安全等等方面發(fā)揮更大貢獻。

現(xiàn)在本技術已在全國（包括中國臺灣地區(qū)）許多化工，制藥，冶金，食品，機械，電子，紡織，礦山等工業(yè)部門及廢水處理等領域進行大量應用，主要用在傳統(tǒng)過濾裝置難以高效過濾，達不到生產(chǎn)上的高要求，一些最新的膜過濾技術雖可高效過濾，但操作成本太高，或投資費太大，企業(yè)難以承受。遇到這些情況，本技術是最佳選擇，既高效，操作成本與投資費又較低；既符合我國當前國情，又符合當前國策。

典型的應用有以下幾類：

3.1  粉末活性炭與脫色液的精密過濾

這是推廣應用最多，亮度最亮的應用領域。長期以來，國內(nèi)外都認為粉末活性炭過濾是難解決的難題。普遍遇到的是漏炭嚴重，返工多，損失大。國外采用三級串聯(lián)過濾，成本高，操作麻煩，國內(nèi)幾乎都采用循環(huán)過濾，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，濾液中極易有穿漏的炭微粒，以致不得不返工，不然出口產(chǎn)品會經(jīng)常退貨。本技術可保證粉末活性炭微粒全部截留，一次過濾就達到要求。已開發(fā)出幾種機構(gòu)，專門用來過濾粉末活性炭，每批過濾可將過濾機內(nèi)料液全部濾完，沒有剩料遺留到下一批，因此不會發(fā)生上下批物料的混批弊病。在過濾機內(nèi)還可對炭濾餅進行洗滌，提高產(chǎn)品收率，最后排出的是干濾餅。不管料液是有機溶劑或是鹽酸等強腐蝕酸，本技術均可適用。全國至少已有兩千多臺在精細化工與制藥等企業(yè)成功應用。

3.2   粉末催化劑

無論催化劑制造或是催化劑的應用（粉末催化劑與反應液的分離）都已應用本技術。在石油、化肥及精細化工催化劑的制造工藝中，用于過濾超細單體，如過濾氫氧化鐵與氫氧化鋁等單體，過濾硫酸鋁溶液；在精細化工生產(chǎn)上，過濾鈀炭，銅鎳，氧化錳，氧化銅，氧化鋅等，例如從苯胺與甲醇溶液中過濾銅鎳催化劑，從甲苯溶液中過濾氧化銅等。鈀炭與銅鎳等催化劑，如一次使用后仍有強的活性，不能接觸空氣（不然容易燃燒）。本技術有特殊過濾機，不僅可密閉過濾、洗滌與壓干，最后可在密閉條件下將鈀炭等易燃催化劑排到下一批反應釜中或壓到專門的密閉的儲缸內(nèi)。

3.3   超細粉體的精密過濾

超細粉體的特點是顆粒粒度很細，需要精度與效率高的可形成干濾餅的過濾技術。傳統(tǒng)以濾布或濾網(wǎng)為濾材的過濾機，由于精度與效率低，損失大，難以滿足要求；各種無機或有機膜過濾裝置，又不能形成濾餅，難以有效使用；本技術由于過濾精度與過濾效率很高，對大部分超細粉體可形成濾餅（除了 90% 以上為納米級的粉體難以形成濾餅） , 因此近二十年來，已有不少無機或有機超細粉體用本技術中的幾種過濾機進行過濾。最近五年，又專門開發(fā)了幾種新型結(jié)構(gòu)用于超細粉體的過濾，洗滌與壓干，使其應用范圍更大。已成功應用的有氫氧化鉭，氫氧化鈮，氫氧化亞鎳，氫氧化鈷，碳酸鈷，碳酸鎳，草酸鎳，鈦酸鉀晶須，氫氧化鈦，氫氧化鋯，超細玻璃粉，超細銀粉，超細銅粉等。

3.4   化工等生產(chǎn)上的原料液的精密過濾

原料液不干凈，含懸浮雜質(zhì)多，立即影響其參與反應的化工產(chǎn)品的質(zhì)量，收率與能耗。長期以來，國內(nèi)許多企業(yè)不重視原料液的過濾，除非是出口產(chǎn)品或有特殊要求的產(chǎn)品，一般生產(chǎn)上對外購的液體原料或固體溶解的原料液，有的不過濾，有的只作簡單的低精度與低效率的過濾。隨著國內(nèi)外對產(chǎn)品質(zhì)量的呼聲愈來愈高，高精度，高效率的原料液過濾已成為不可避免的重要措施。 精密微孔過濾機 由于具有高精度，高效率，高壽命與低成本等特色，已在原料液的過濾上大顯身手。如作為原料的水，作為原料的各種無機酸（如硫酸、鹽酸與磷酸等）與各種有機酸（如乙酸、檸檬酸與草酸等），純堿溶液，苛性堿溶液，各種鹽溶液（如制硫酸鋇的原料鹽氯化鋇與硫酸鈉等），各種醇，酮，酯等有機溶劑，氨溶液及各種有機胺溶液等原料液的精密過濾。目前本技術在國內(nèi)原料液的精密過濾方面，應用規(guī)模最廣的是氯堿生產(chǎn)上鹽水過濾，尤其是二次鹽水的過濾。過濾量都達 50-100 米 3/ 時，有的超過 150 米 3/ 時。   當原液的 SS 為 10NTU ，一次過濾就可將濁度降至 1NTU 以下，大部分保持 0.5NTU 左右。將工業(yè)純堿溶解后通過本技術可使之成為高澄清度的原料液。當純堿濃度高達 40% 時，粘度較高，過濾相當困難。工業(yè)級純堿中固體雜質(zhì)微粒非常細，“個數(shù) d50 ”小于 0.17 微米，一般溶解后的濁度為 20NTU 左右，但經(jīng)本技術過濾，都可使其濁度低于 0.5NTU 。

3.5  中間液的精密過濾

如果化工反應工藝步驟多，不少中間的反應液會產(chǎn)生細懸浮物，如不及時過濾，就會使整個反應鏈的效率下降，又影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量與收率，能耗上升，有的還可能發(fā)生安全事故。本技術已用于不少生產(chǎn)上的中間液過濾，典型應用有化肥生產(chǎn)上的銅氨液，脫炭液與脫硫液的精密循環(huán)過濾，由于本技術的過濾精度與過濾效率高，過濾操作起動后，很短時間內(nèi)，可使整個循環(huán)液的固體雜質(zhì)的去除率超過 95% ，使系統(tǒng)的生產(chǎn)能力獲得明顯改善。

精密微孔過濾機 用于中間體液過濾的最大應用規(guī)模是人造絲生產(chǎn)與玻璃紙生產(chǎn)上的硫酸凝固酸浴的精密過濾，過濾酸浴中的單體硫與不溶性硫化物。酸浴的酸度很高，粘度較大，固體微粒又很細，過濾難度非常高。原來國內(nèi)外基本都是石英砂層過濾，每天會產(chǎn)生大量含硫磺的酸性廢水排到江湖中去。國內(nèi)一些企業(yè)曾試用其他一些過濾方法都一一以失敗告終，一九八零年改用本技術，經(jīng)過一年的小試，中試與大生產(chǎn)試驗，終于成功，僅五年時間，就在全國幾十家大中型廠全部推廣，每一個廠的循環(huán)過濾量都在 100-300 米 3/ 時左右。改用本技術，不僅終端產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高，還消除了大量酸性含硫廢水對環(huán)境污染。另一個處理量大又難度大的中間體液過濾是晴綸生產(chǎn)上的硫氰酸鈉凝固液的過濾。我國晴綸生產(chǎn)工藝技術是從外國引進。國外的專利技術是采用不銹鋼墊片管過濾，墊片管的孔隙為 80 微米，為了提高過濾精度，必須用硅藻土在過濾管外進行預涂（循環(huán)相當時間使管外表面形成幾毫米厚的硅藻土層作為過濾濾材），這是一種耗時耗材又耗能，又易造成環(huán)境污染（含硫氰酸鈉的硅藻土是一種毒性很大的固體廢物，無法處理，只能埋在土中）。一九七八年，本技術完全成功取代了外國技術。不僅濾液澄清透明，完全取消了硅藻土，整個操作，既簡單又高效率，完全消除有毒固體廢物對環(huán)境的嚴重污染。這項應用的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益非常顯著。

3.6  成品液的精密過濾

精密微孔過濾機 已大量用于出廠前的成品液的精密過濾。早在一九七八年，上海一家大型液體葡萄糖出口企業(yè)用本技術對葡萄糖液進行精密過濾，使過濾后的糖液如水晶般透明，從此該廠的出口糖液一直成為外貿(mào)免檢產(chǎn)品。后來該技術陸續(xù)推廣到其他外貿(mào)產(chǎn)品，如果糖，甜菊糖，山梨醇，雙氰胺，檸檬酸， J 酸等，現(xiàn)在已推廣到許多液體產(chǎn)品的終端過濾，如聚合氯化鋁，硫酸鎳，乳酸，氟硅酸等；已用于許多植物油的精過濾，如玉米油，菜籽油，葵花籽油；又用于磷酸與磷酸鹽的成品液過濾。在這些磷酸等液體過濾中，往往要過濾 BaSO4 ， Fe(OH)3 ， Al(OH)3 ， As2S3 等極細微粒，過濾難度非常高，由于本技術具有突出性能，這些難度均一一予以解決。

3.6  生物發(fā)酵液與酶處理液的精密過濾

精密微孔過濾機 曾于九十年代初成功用于毒性很大的柔紅霉素發(fā)酵液的密閉過濾與密閉洗滌，最后可排出較干的發(fā)酵液濾渣，該項目已連續(xù)應用多年，后又成功用于鹽霉素發(fā)酵液增稠過濾，也連續(xù)應用三年多，其他發(fā)酵液，如葡萄糖酸鈣發(fā)酵液等，都連續(xù)應用多年。這些發(fā)酵液過濾的主要特色是濾液非常清，用氣體反吹法卸濾餅非常方便。

發(fā)酵液的過濾性能不穩(wěn)定，每天都會變化，過濾難度非常大，目前還未開發(fā)出過濾面積超過 100 米 2 ，每次能方便卸出 2 米 3 以上干濾渣，價格又不能太高，操作又非常方便的發(fā)酵液精密過濾機，因此，二十多年來，在發(fā)酵液的精密過濾方面還無重大進展，但在發(fā)酵濾液再除蛋白質(zhì)的復濾上已用得相當成功，如阿維菌素發(fā)酵濾液的去蛋白質(zhì)的復濾上，已用了十多年，至今還在繼續(xù)。

在酶反應液的精密過濾上已有不少成功應用，如已成功用于生產(chǎn)丙烯酰胺的酶反應液，生產(chǎn)低聚糖的酶反應液，生產(chǎn)苯丙胺酸的酶反應液等。

3.8   天然藥藥汁的精密過濾

天然藥汁（從動物，植物浸出的汁液）中含有蛋白質(zhì)，淀粉，果膠，葉綠素等大分子物質(zhì)，可用超濾等膜技術去除，也可用天然的絮凝劑徹底絮凝，然后作精密微孔過濾。本技術既可用于藥汁的超濾前的精密預過濾，保護超濾膜不易被堵塞，延長使用壽命，也可用于藥汁絮凝后的精密過濾。已成功應用的有銀杏提取液，大蒜提取液，紫杉醇提取液，海蛇提取液，黃芪提取液，復方腦心舒口服液等。

3.9  食用油的精密過濾

已成功用于植物油的毛油過濾，精制油過濾與油脂脫臘過濾，如菜籽油，茶油，玉米油，葵花籽油等。尤其脫臘過濾，難度相當高，臘的晶粒非常細小，又很粘，臘濾餅的阻力非常大。為了臘能回收，一般過濾中不宜加助濾劑，過濾速度非常慢，需要大面積的過濾機方能應付生產(chǎn)。本技術一般采用直立管式過濾，單位體積的過濾機內(nèi)可以安裝相當大的過濾面積，在較小的占地面積條件下能有相當大的處理量。雖然臘濾餅很粘，用其他過濾方法，卸濾餅很困難，但本技術采用簡易的氣體反吹法卸濾餅，可以在很短時間內(nèi)，很方便地從機內(nèi)向外卸除臘濾餅，因此，本技術是油脂脫臘的較理想技術。

3.10  煤氣脫硫后的單體硫的精密過濾與循環(huán)脫硫液的除塵精密過濾

焦化廠或煤氣廠的氣體脫硫后的脫硫液中產(chǎn)生的單體硫應及時去除。傳統(tǒng)的方法是采用濾布為過濾介質(zhì)的真空轉(zhuǎn)鼓過濾或其他過濾裝置，過濾精度與過濾效率低，細的硫磺濾不住，影響循環(huán)液的脫硫效果。上世紀九十年代，國內(nèi)企業(yè)一度廣泛選用國外進口的微孔膜過濾，雖然過濾精度與過濾效率很高，但膜的機械性能很差，堵塞后難再生，易損壞，以致投資費與操作成本高，最后大部分都無法使用。本技術不僅過濾精度與過濾效率高，又容易再生，機械強度好，不易損壞，投資費不高，操作成本相當?shù)汀１炯夹g又一最大特色是不怕脫硫液中含有煤焦油，不會由于煤焦油存在使之堵塞很快無法繼續(xù)過濾。已在國內(nèi)一些年產(chǎn) 60 萬至 100 萬噸的焦化廠與一些城市煤氣廠應用。

在氣體脫硫工藝中，本技術還成功應用于循環(huán)脫硫液去除煙塵的精密過濾。煙塵的微粒細，造成濾材極易被堵塞或濾不住。國外普遍采用助濾劑預涂過濾。不僅操作麻煩，成本高，能耗又很大。本技術由于精度高，效率高，又不怕被堵塞，易再生，是過濾液體中極細煙塵的理想裝置，也是確保脫硫效率確保硫磺質(zhì)量的重要措施。

3.11  作其他化工均相凈化裝置的精密預過濾

如果液體中含有一定數(shù)量的懸浮物，就會對各種化工均相凈化裝置（如傳統(tǒng)的精餾，蒸發(fā)，結(jié)晶，萃取，吸收，吸附及較新的離子交換，電滲析，超濾，納濾，反滲透等）的凈化效率、凈化速度、裝置壽命及產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生負面作用。而國內(nèi)以前往往不重視預過濾，即使有 , 也只是簡單過濾，以致造成相當大損失。本技術在國內(nèi)許多工業(yè)部門大量用作精密預過濾，都取得非常顯著的經(jīng)濟效益，不僅用于上述均相凈化裝置，甚至還用于熱交換之前作預過濾，防止換熱面上結(jié)垢，保持導熱系數(shù)不下降。

3.12  作效率不高的非均相分離裝置后的高效復濾裝置

許多企業(yè)已使用一些精度不高的傳統(tǒng)非均相分離裝置，如自然沉降槽，濃密機，板框，真空轉(zhuǎn)鼓等。要改造這些設備，投資費很大，有時生產(chǎn)任務又不允許。為了節(jié)能減排需要，可在上述裝置后增加高效精密復濾裝置以高效回收穿漏的細微粒。早在三十年前，本技術已用于一大型化工廠回收穿漏的對硝基苯酚鈉。后又成功用于回收穿漏的五氧化二礬，硫酸錳，五氧化二錳，現(xiàn)在又用于回收季戊四醇等，這方面應用實例很多。

3.13  水處理方面的精密過濾

生產(chǎn)用水的精密過濾：來自河、湖及井等水源，往往濁度較高，有的還含有許多有害的可溶性雜質(zhì)。需先經(jīng)一定的化學處理（如絮凝等）與其他物理處理（如吸附等），最后采用本技術就可制取高澄清度的生產(chǎn)用水。本技術還用于蒸汽冷凝水的循環(huán)過濾與冷卻水的循環(huán)過濾。由于各地或各廠的條件不同，原水水質(zhì)情況比較復雜。采用單一裝置很難能達到目的，一般需要幾種裝置組合。不管如何配置，高精度與高效率的精密微孔過濾都是不可缺少的，甚至是關鍵一步操作。本技術成功用于生產(chǎn)用水的精密過濾已有許多實例。

3.13.1  重金屬廢水的精密過濾

從一九七八年開始，已大量用于電鍍廠，線路板與金屬加工廠等企業(yè)的重金屬廢水的精密過濾，如含銅、鎳、鉻、鋅、鉛、鎘等廢水的處理，既有含重金屬微粒，重金屬氧化物的中性廢水，也有含重金屬離子的酸性廢水；后者需先作化學處理，使之形成重金屬氫氧化物，通過本技術一次過濾，就可使廢水達到排放標準。二十一世紀開始后，廢水處理強調(diào)回用，盡量做到零排放。將本技術與反滲透等相結(jié)合，可將重金屬與廢水全部回用，已有非常成功的實例。

3.13.2  非金屬元素廢水

已用于含氟、硫等非金屬元素廢水的處理。先通過化學處理，使之形成不溶性化合物，通過本技術，精密過濾不溶性微粒，廢水就可排放或回用。

3.13.3  其他化工廢水

已成功用于乳膠漆廢水與顏料廢水。這些廢水先通過化學絮凝或電化學絮凝，然后采用本技術精密過濾，過濾后的廢水都可作為中性水回用。

3.13.4  堆煤場廢水

大型堆煤場會產(chǎn)生大量廢水，尤其發(fā)電廠的堆煤場，在雨水或其他水等的沖刷下，每天都會產(chǎn)生黑色廢水。其中基本是極細的煤粉。處理這些廢水，國內(nèi)基本采用絮凝沉降等傳統(tǒng)方法，占地面積大，處理成本高，處理后的水中仍會有不少細懸浮物。國外往往采用助濾劑預涂的過濾法，不僅成本高，而且操作麻煩，能耗也相當大。本技術由于高精度，高效率，高壽命，低成本，卸渣與再生很方便，不需要絮凝與助濾劑助濾。只開啟離心泵，單一過濾，就可將廢水濁度從 300-500NTU 降至 5NTU 以下，一臺每小時平均濾速為 90 米 3/ 時的大型過濾機在中國臺灣一大型發(fā)電廠連續(xù)應用近五年，濾材至今未更換。該過濾機操作全部自控。

3.13.5  煤礦礦井廢水的精密過濾

煤礦礦井水中除了細煤粉外，還有大量泥土與腐植酸等，傳統(tǒng)方法是采用砂濾與沉降等技術，分離效率很低。處理后的水由于水質(zhì)不穩(wěn)定往往難以回用。本技術曾成功用于國內(nèi)幾個大型煤礦礦井水的精密過濾。進水濁度為 60NTU ，過濾后就低于 1NTU ，水均可回用。曾連續(xù)應用五年多。

4  剛性高分子精密微孔過濾技術成功應用的條件

剛性高分子精密微孔過濾技術是我們自己完全自主創(chuàng)新的，國內(nèi)廣大企業(yè)科技人員不僅不熟悉，甚至對該技術名稱都陌生。該技術的性能特點同傳統(tǒng)的過濾技術及最新的膜技術都有很大差別。不了解這些差別，照傳統(tǒng)技術套用本技術是當前推廣中發(fā)現(xiàn)的普遍現(xiàn)象，以致使用中往往產(chǎn)生不少不應發(fā)生的弊??；國內(nèi)不少人不相信本技術具有特殊的其他過濾技術難以達到的功能；另外已成功應用的企業(yè)普遍對外保密。這些都阻礙了本技術的推廣。幾十年無數(shù)事例證明，本技術如能用得好，肯定能發(fā)揮出其固有的 “三高一低二方便”的特色。從開始初步推廣到如今大規(guī)模推廣，正反經(jīng)驗表明，要達到成功應用，必須正確按本技術的軟件要求進行試驗，計算，設計，操作與維護，必須按本技術硬件要求進行濾材與過濾機的制造，進行輔助裝置的選型與采購，進行過濾工程的安裝等。

具體要求是：

4.1  對被過濾物料進行系統(tǒng)的過濾性能參數(shù)的測定：如屬于液體濾餅過濾，必須測定濾餅的平均比阻隨過濾壓差變化的規(guī)律；屬于液體澄清過濾必須測定其平均濾速隨壓差與時間變化的規(guī)律。還要進行濾材的最佳毛細孔徑的測定與計算；

4.2   根據(jù)用戶的要求，由以上測得的參數(shù)與變化規(guī)律，計算所需過濾面積與平均濾餅層的厚度，然后進行過濾機機構(gòu)型號與規(guī)格的選型。如現(xiàn)有的型號與規(guī)格不符合要求，必須進行另外專門設計；

4.3  在用戶對微孔過濾機的型號與規(guī)格認可的基礎上進行輔助裝置的型號與規(guī)格的選型，尤其對一些物料有特殊性能的過濾，必須選擇特殊要求的輔助裝置；

4.4  由微孔過濾機制造企業(yè)的技術人員，或由用戶的技術人員，或者兩者合作對生產(chǎn)現(xiàn)場的過濾工程進行工程設計；

4.5  按設計要求，進行微孔過濾機與微孔濾材的制造，最后嚴格驗收；還要對輔助裝置進行采購與驗收；

4.6  按設計要求進行過濾工程的安裝與驗收；

4.7  按設計計算要求，依照本技術的技術特點，制訂正確的過濾機的操作規(guī)程與維護保養(yǎng)規(guī)程。

凡是嚴格按以上要求執(zhí)行每一步的工作，沒有一個企業(yè)應用不成功。三十多年來，也有相當多的企業(yè)應用不成功；有的一開始就失??；有的前期成功，后期失?。挥械碾m然還堅持使用，但沒有達到預期的理想要求，都是偏離上述七點要求造成的。作者認為特別要注意幾點：

(1)  選型前未作任何系統(tǒng)試驗，或只作一點簡單試驗，或雖作了不少試驗，但找不出其變化規(guī)律，得不到正確的設計參數(shù)。沒有以上這些試驗為基礎，就輕率進行結(jié)構(gòu)型號與規(guī)格的選擇。有的甚至很不科學地將其他物料的應用數(shù)據(jù)毫無科學根據(jù)地借用到自己的選型中。這樣的前期工作就為以后失敗或不成功打下基礎。

(2)  濾材與過濾機的制造企業(yè)是偽劣產(chǎn)品制造廠。

(3)  沒有嚴格選擇輔助裝置的型號與規(guī)格。

(4)  沒有進行生產(chǎn)現(xiàn)場的過濾工程設計?，F(xiàn)場的安裝極不合理。

(5)  沒有按本技術的規(guī)律制訂正確的操作規(guī)程與維護規(guī)程。

只要具備這五條某一條或幾條，最后的結(jié)局必然是不成功或是失敗的。

5  后語

精密微孔過濾機 已具備比較完整的硬件與軟件，由于具有高精度，高效率，高壽命，低成本，又密閉安全，簡便，實用，愈來愈顯示出具有巨大的生命力，已在工業(yè)生產(chǎn)上取得明顯經(jīng)濟效益，社會效益與環(huán)境效益。為了使這一新技術能在工業(yè)生產(chǎn)更快更順利地發(fā)揮作用 。 從過濾物料性能測試，計算，設計開始，除了所需微孔過濾機單機的制造，還可提供全部過濾工程系統(tǒng)所有輔助裝置與全自控的所有裝置的造型、制造與采購，提供生產(chǎn)現(xiàn)場安裝支架與所有管線?？傊?，可對客戶提供交鑰匙工程。我們可以在自己企業(yè)預先仿照生產(chǎn)現(xiàn)場條件進行安裝與初步調(diào)試。初步運行滿足要求后，將整個系統(tǒng)所有裝置用大型運輸車輛運到現(xiàn)場，在最短時間將工程安裝完畢，盡快投入正常使用。

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