摘要：介绍了纤维过滤器的构造，过滤机理及用于盐水精制的试验情况，经过对出现的问题进行改进和完善，应用结果表明纤维过滤器完全可以代替PEi~_滤器。
关键词：隔膜法烧碱；精制盐水；纤维过滤器；PE过滤器
中图分类号：TQ114．26 文献标识码：B 文章编号：1009—1785(2006)10—0029—02
l 前言
隔膜法烧碱对盐水质量的要求虽不如离子膜电解法烧碱严格，但高质量的精制盐水对于隔膜法烧碱的电槽正常运行，提高隔膜使用寿命，降低槽压、降低电耗有着十分重要的意义。
传统的隔膜碱对盐水q~p(Ca 、Mg 1≤7 mg／L的要求。在葛化集团武汉祥龙电业股份有限公司氯碱厂已被更高的要求所代替。目前该厂绝大部分进槽盐水中的Can、Mgn离子质量浓度均为零(用常规分析方法检测不~1]Ca 、Mg2 )，一旦出现Can、Mg2 质量浓度达到3 mg／L，即被视为盐水质量不正常。
靠传统的“沉降+砂滤”很难获得高质量的进槽盐水。该厂1994年就在隔膜碱中率先采用二次过滤盐水，当时采用的3台100in2PE管过滤器(二开一备)，从l 994年至2004年，PE管过滤器在确保盐水质量，降低电解电耗中起到了较大作用。该法的主要缺点是需要预涂和本体给料 纤维素。实际上PE管只起到骨架作用， 纤维素才起过滤作用，盐水二次精制的运行费较高(每吨两i元)，更为严重的是，随着卤水代盐比例的提高，PE管使用寿命从3 a降低到不足1 a，每换1次PE管的费用为10万元／台，使得更换PE管费用又成为较重的负担。PE管寿命变短的原因是卤水中含有铵(或胺)，要除铵就必须加次氯酸钠，这就造成因加次氯酸钠而带入的氯酸根及游离氯对PE管的严重腐蚀。因此，寻求PE过滤器代用品已迫在眉睫。
2 纤维过滤器简介
纤维过滤器是采用经过特殊成形处理的纤维束为过滤元件。该过滤器的纤维床内部设有由若干个胶囊组件构成的加压室，在过滤器外部设有胶囊充水和排水装置。过滤时，通过胶囊充水装置向胶囊内充入一定量的水，纤维滤床被压缩，形成变隙滤床，从而实现深层过滤的理想状态。清洗过滤器时，通过原水的压力使胶囊内部的水排出，纤维滤床变得疏松，在清洗水流和清洗空气的作用下使纤维滤层得到彻底的清洗。
纤维过滤器可获得深层过滤效果，具有截污容量大，过滤速度快，出水水质好等优点。
3 纤维过滤器用于盐水过滤的试验
纤维过滤器以前一般应用在电力、纯水生产及污水处理等行业，2004年前未见有用于盐水精制的报道。此前祥龙电业热电厂已成功使用该过滤器达5 aM上，但是用于盐水精制则纤维要具有耐温度(纤维长期处于50～60℃状态下T作)、耐化学腐蚀等特点。为了论证纤维过滤器用于盐水过滤的可行性．该在2004年l0月进行了纤维过滤的试验工作，由设备生产厂家提供试验纤维。
3．1 试验目的
试验目的为确定截污能力；过滤精度；纤维耐腐蚀情况。
3.2 试验方法
3．2．1 截污能力及过滤精度
将纤维放入050 mm，长约一千五百毫米的玻璃管内．纤维高度200 mm，将沉清槽出口盐水放入玻璃管上端．靠液体重量压紧纤维过滤后，盐水从玻璃管下端流出，分析玻璃管进出口Ca 、Mg2+含量，从出口分析数据则可知过滤精度，从进出口分析数据、过滤流量及过滤时间(在约一米压差下．不能过滤为止)即可计算出截污能力。
(1)过滤精度
过滤精度以Ca 、M 为依据，来分析其他固体物。经测试进口Ca 、M。 的质量浓度平均为0．7 1 5 mg／L和3．380 mg／L，出口Ca 、Mg 的质量浓度平均为0．126 mg／L、1．020 mg／L；砂滤器出口ca2+、Mg2+的质量浓度平均为0．138 mg／L。
(2)截污能力
试验流量为1．3 L／rain，滤管内径0．05 m，滤层高度O．2 m，进口平均Ca 、Mg 质量浓度为4．12 mg／L，出口平均Ca 、Mg： 质量浓度为0．992 mg／L，反洗周期约九十小时。截污能力为l1．3 kg／m 。
3．2．2 耐腐测试
将纤维分别放入质量分数约为百分之八的次氯酸钠原液及氯水(干燥氯气冷却器排出的氯水)，经浸泡4 d后取出，氯水浸泡后的纤维已无强度，轻拉即碎，浸泡次氯酸钠的纤维手拉强度尚好，继续浸泡6 dR，再将浸泡的纤维取出，与未浸泡的纤维对比，各取4根纤维丝作挂重试验，未浸泡的纤维在承重329 g后断裂，浸泡次氯酸钠的纤维承重229 gg断裂。
3．3 试验结论与分析
(1)纤维过滤可用于盐水精制过滤，且精度优于砂滤器。
(2)由于是常压过滤，纤维未压紧，且可能有壁流现象，若处于生产状态的纤维压紧，且加压过滤，精度及流量都会提高。
(3)生产状态时纤维压紧，截污能力会比试验状态下降。(4)纤维耐腐蚀情况。因是强化试验，次钠和氯气(氯气或游离氯)对纤维都有腐蚀，但盐水中的次钠质量浓度只有0．003～0．030 g／L，纤维在水处理中可用10 a以上．在盐水中尚无结论，估计可能使用三四年．而换一次纤维每台只用二万元左右。
4 纤维过滤器使用情况
4．1 使用效果
鉴于试验情况和分析结论，该厂于2005年1月开始整体订购02 500 mm纤维过滤器2台(一开一备，按150 m3／h清液能力设计)．于2005年4月投产。取纤维过滤器使用前后的2个月进槽盐水分析数据相比，未用前进槽盐水Ca 、Mg 月平均质量浓度为1．494 mg／L．使用后为0．05l 6 mg／L，其中95．5％分析数据为零。从以上分析数据可知，纤维过滤完全达到当初的过滤精度的要求。
4.2 出现问题
设备运行~J2006年1月，过滤器出现纤维掉落，过滤精度下降的现象，经拆开过滤器检查，发现纤维挂钩(不锈钢)断裂，纤维未断，但强度下降，纤维污损情况轻微(说明纤维反洗再生能力强)，设备内受压元件出现变形。
4．3 原因分析
(1)根据以往盐水生产经验，即从化盐桶到精盐水槽，除中和槽外均使用碳钢，未采取防腐措施，在试验中也没有考虑纤维挂钩的耐腐性能。
(2)通过试验，盐水对纤维的腐蚀情况是存在的，但估计用三四年是有可能的(厂家承诺10 a，是根据在纯水及污水使用中的情况)，据检查纤维情况．估计寿命在两三年。
(3)导致腐蚀的根本原因是为了除铵在精盐水中加入了次氯酸钠，导致盐水中出现微量(0．003～0．030 g／L)次钠及游离氯(由耐腐试验可知，游离氯对纤维有严重腐蚀，不锈钢也不耐次钠及游离氯)，次钠及游离氯是造成挂钩腐蚀及纤维强度降低的直接原因。
4．4 改进及完善
(1)全部更换挂钩，由不锈钢改为钛材。
(2)更换纤维，由于设备处在设备生产厂的保质期内．由设备生产厂免费更换纤维。
(3)改变盐水工艺流程，将加次钠的位置放在纤维过滤器之后，彻底改变过滤设备接触次钠及因加次钠产生的游离氯。
(4)挂钩由不锈钢改钛材后，成本约有上升(1台约一万元)，也可选用合适的非金属材料。
(5)因过滤器是按水处理设备设计的．从受压元件变形上来看，设备生产厂家应按化工压力容器来设计，提高受压元件的强度。
5 结论
(1)纤维过滤器完全可以代替PE管加仅纤维素的过滤方法，两者相比，前者具有投资省，无运行费(除动力电外)，操作简便，更换滤料费用低，纤维再生、反洗性能良好等特点。
(2)纤维过滤器属于深层过滤，过滤精度可通过水囊压力调节，而砂滤器严格来讲属表面过滤，过滤精度低于纤维过滤器。
(3)纤维过滤器适用于传统“沉清+砂滤”的隔膜碱生产厂家，且使用后由于盐水质量提高带来的电槽收益(隔膜寿命提高及节电)远远大于纤维过滤器本身的投入。
(4)该厂纤维过滤器是在传统砂滤器之后，两者并存，砂滤器进出口及纤维过滤器出口Can、M 的质量浓度分别是：
沉清桶出口：2．4537mg／L；砂滤器出口：1．494rag／L；纤维过滤器出口：0．0516mg／L。砂滤器过滤面积为32．15 m2(2台同时用)；纤维过滤器面积为4．9 m2／台(2台，一开一备)，每小时盐水流量约为一百二十立方米。
砂滤器反洗周期50 h；纤维过滤器反洗周期为120 h。砂滤器截污能力为0．179 kg／m ：纤维过滤器截污能力为4．23 kg／m2。
若取消砂滤器直接用纤维过滤器，所需面积为l3．8 m (假设纤维过滤器反洗时间由120h改为48h)。需03000mm，F=7．1 m 维过滤器3台(二开一备)，或进一步缩短反洗周期。
(5)盐水生产中若需加人次氯酸钠来除铵(胺)，则要考虑其加入点，否则对纤维有腐蚀作用，缩短纤维寿命。
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