摘要：高分子燒結(jié)微孔過濾技術(shù)是一種新型精密過濾技術(shù)，既可用于精密澄清過濾，也可用于精密濾餅過濾，本文簡(jiǎn)單敘述該技術(shù)的主要性能與特色及其在工業(yè)生產(chǎn)用水與工業(yè)廢水處理上的主要用途。

關(guān)鍵詞：精密過濾     澄清過濾     濾餅過濾

    一、技術(shù)概況：

    本技術(shù)由硬件與軟件兩大部份組成。

    硬件由高分子燒結(jié)微孔管，精密微孔過濾機(jī)與輔助裝置等組成。軟件由產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，被過濾物料過濾參數(shù)測(cè)定技術(shù)，過濾速度或過濾面積計(jì)算方法，生產(chǎn)用精密微孔過濾機(jī)設(shè)計(jì)方法，輔助裝置設(shè)計(jì)與選用方法及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)裝置布置與管道設(shè)計(jì)方法等組成。

（一）硬件概況：

（ 1 ）   高分子燒結(jié)微孔管：目前廣泛推廣的是微孔 PE 與微孔 PA 兩種。這兩類是亞剛性過濾管，平均微孔孔徑有 2 ～ 140 微米，過濾管外徑有 6 ～ 120 毫米，壁厚有 2 ～ 20 毫米，長(zhǎng)度有 1000 ～ 1500 毫米，耐溫為 80 ℃（微孔 PE ）與 120 ℃（微孔 PA ），過濾精度為 0.4 ～ 0.5 微米，表 1 給出不同微孔孔徑的微孔 PA 管（壁厚 15 毫米）過濾細(xì)菌的過濾效率測(cè)定數(shù)據(jù)。

表 1   微孔 PA 管過濾水中細(xì)菌的過濾效率測(cè)定值

（ 2 ）   精密微孔過濾機(jī)：過濾機(jī)外殼材質(zhì)有不銹鋼，炭鋼或炭鋼內(nèi)襯防腐層（橡膠層或塑料層等）。

（ 3 ）   輔助裝置：主要有料液輸送裝置，氣體反吹排渣與氣體反吹再生裝置。對(duì)某些物料還有化學(xué)再生裝置，或絮凝裝置與助濾裝置等。

（二）軟件概況：

    軟件內(nèi)容相當(dāng)多，限于篇幅，本文僅介紹工業(yè)水處理中使用高分子燒結(jié)微孔管時(shí)平均濾速的計(jì)算方法。

    高分子燒結(jié)微孔過濾管的主要過濾現(xiàn)象是大孔徑過濾小顆粒，過濾機(jī)理主要是吸附與架橋，過濾過程主要發(fā)生在過濾管的表層。過濾原則上有兩大類；一類是精密濾餅過濾，過濾結(jié)束，過濾面上形成一定厚度的濾餅層；另一類是精密澄清過濾，過濾結(jié)束時(shí)，過濾面上基本無濾餅層或只有極薄的濾餅層。

對(duì)精密濾餅過濾，在 t 時(shí)間內(nèi)，其平均濾速 w 按下式計(jì)算。

………………………………（ 1 ）

    對(duì)精密澄清過濾，在 t 時(shí)間內(nèi)，其平均濾速 W 按下式計(jì)算：

…………………………………………………………………（ 2 ）

上二式中：

W ：水的平均濾速（ m/h ）

△ P ：過濾壓差                     （ MPa ）

Rm ：微孔管的阻力（ 1/m ）

α：形成的濾餅層平均比阻（ 1/m2 ）

c ：原水中濾餅的體積濃度（ m3/m3 ）

μ：清水的粘度（ kg/m · s ）

t ：每一過濾周期的過濾時(shí)間（ s ）

a1b ：與原水中懸浮液的粒度，濃度及堵塞狀況有關(guān)的常數(shù)。

以上諸數(shù)中， α、 c 、  a 、 b 需小試驗(yàn)專門測(cè)定， Rm 應(yīng)由微孔管制造廠提供，μ可根據(jù)水的溫度由有關(guān)水的手冊(cè)中查得。

二、主要特色：

（一）高分子燒結(jié)微孔管有如下特點(diǎn)：

1.  高分子燒結(jié)微孔管是有一定厚度的深層微孔體，毛細(xì)孔彎彎曲曲，截濾能力大，過濾效率高而穩(wěn)定，不管進(jìn)水濁度如何波動(dòng)，凡是大于 0.5 ～ 1 微米的微粒均可濾??；

2.  由于是亞剛性體，機(jī)械強(qiáng)度較高，可用壓縮空氣進(jìn)行反吹排除微孔管表面的濾餅，卸渣操作簡(jiǎn)便；

3.  可用壓縮空氣與水混合流對(duì)微孔管進(jìn)行高效反吹再生，使用壽命長(zhǎng)，反洗水量非常少；

4.  化學(xué)性能優(yōu)越，可耐各種酸（除了 98% 以上的濃硫酸與硝酸）、堿、鹽及大部份有機(jī)溶劑；

5.  無味、無毒、無異物脫落，適宜制藥、食品與衛(wèi)生等生產(chǎn)上使用；

6.  重量輕，再加工（車、铇、鋸、焊）性能好，安裝與維修比較輕便。

（二）精密微孔過濾機(jī)有如下特色：

1.  結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，安裝與維護(hù)比較簡(jiǎn)便；

2.  對(duì)含渣量較多的微孔過濾，精密微孔過濾機(jī)底部均有氣缸操作的能迅速啟閉的直徑較大的排渣底蓋，排渣時(shí)不需繁重體力勞動(dòng)；

3.  只需開啟閥門進(jìn)行反吹操作，過濾機(jī)的再生及清洗操作簡(jiǎn)單，時(shí)間很短，用水量很??；

4.  精密微孔過濾機(jī)基本是立式結(jié)構(gòu)，占地面積比較??；

5.  一般為低壓過濾，動(dòng)力消耗較省，操作成本較低；

6.  易組裝成全自控或半自控操作。

三、應(yīng)用實(shí)況：

（一）工業(yè)生產(chǎn)用水過濾：

精密微孔過濾已在許多企業(yè)用于制取濁度為 1NTU 的生產(chǎn)用水，其處理能力隨進(jìn)水濁度而變化，可見表 2 。

表 2   精密微孔過濾機(jī)過濾生產(chǎn)用水的濾速數(shù)據(jù)

1.  國(guó)內(nèi)不少廠從濁度較低的湖水、河水或井水利用精密微孔過濾機(jī)制取 1NTU 左右的水，如原水濁度為 5 ～ 10NTU ，一臺(tái)精密微孔過濾機(jī)，每一小時(shí)可制取 15 ～ 10m3 水。微孔管可連續(xù)應(yīng)用三年以上；

2.  上海某一制藥廠將蘇州河上游支流水利用四臺(tái)總過濾面積為 150 米 2 制取 1NTU 的生產(chǎn)用水；原河水的濁度為 100 ～ 200NTU ，先用 Al2(SO4)3 管道絮凝，經(jīng)簡(jiǎn)易砂濾與苯乙烯微球等深層過濾，將濁度降至 5 ～ 10NTU ，然后用精密微孔過濾機(jī)作終端過濾，四臺(tái)過濾機(jī)，每 1 小時(shí)的出水量為 60 ～ 70m3 。

3.  國(guó)內(nèi)不少廠采用精密微孔過濾機(jī)過濾自來水，將原水濁度從 3 ～ 5NTU 降至 1NTU ，此水再進(jìn)入電滲析，或離子交換，或反滲透作進(jìn)一步凈化以制取高純水。如上海一化工廠將二臺(tái)精密微孔過濾機(jī)（總過濾面積為 60 米 2 ）過濾自來水，每小時(shí)可過濾 30 ～ 35m3 水。水的濁度達(dá)到 1NTU 。已連續(xù)應(yīng)用六年以上。（該廠原來使用繞線型蜂窩濾芯過濾自來水，效率不穩(wěn)定，又難以再生，水的濁度難以達(dá)到 1NTU ，影響后面的電滲析操作）。

（二）工業(yè)廢水處理：

1.  重金屬廢水過濾：從七十年代末至九十年代初的十多年時(shí)間，國(guó)內(nèi)曾有上千家企業(yè)采用本技術(shù)過濾含銅、鉻、鋅、鉛、鎳、鎘等重金屬廢水，被過濾物或是中性重金屬氧化物，重金屬粉末，或是酸性重金屬離子經(jīng)中和后的重金屬氫氧化物。處理規(guī)模從每天幾十米 3 至 2400 米 3 ，原水重金屬離子濃度高達(dá) 100 ～ 1500PPm 。經(jīng)化學(xué)處理后，再經(jīng)精密微孔過濾，水中重金屬離子濃度一般不超過 0.2PPm 。

2.  含氟廢水過濾。

3.  煤礦礦井廢水過濾

4.  發(fā)電廠堆煤場(chǎng)廢水過濾。

四、結(jié)束語：

    高分子燒結(jié)微孔過濾技術(shù)是一種綜合性能較優(yōu)異的精密過濾技術(shù)，經(jīng)過二十五年的推廣及國(guó)內(nèi)各工業(yè)部門使用效果表明，這是一種適宜我國(guó)國(guó)情、價(jià)格與成本低，使用效果好的新過濾技術(shù)。在工業(yè)水處理領(lǐng)域，不管水量或小或大，不管生產(chǎn)用水或是循環(huán)水，或是廢水，不管化工、制藥、食品或是冶金，或是電力行業(yè)，該技術(shù)均能推廣，使其在這些行業(yè)的節(jié)水與節(jié)能的技改中發(fā)揮一定的作用。

微孔過濾機(jī)

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技術(shù)支持：

如何選擇過濾設(shè)備 —工況調(diào)查表

常見流體的粘度；

常見顆粒物的大小及設(shè)備選型參考；

常見流體化學(xué)適應(yīng)性表；

選擇過濾精度時(shí)微米和目數(shù)的關(guān)系；

常見管道尺寸對(duì)照表；

如何挑選合適的過濾袋 - 過濾芯 ；

過濾機(jī)理和形式 ；

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過濾行業(yè)常見的單位換算 ；

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常見顆粒物粒徑大小 ；

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