第一篇 盐水精制
阻力层，操作压差的增加将引起传质阻力的增大，对通量的影响将变得不明显；
（2）温度
由于温度升高会使液体的粘度降低、扩散系数增大，有利于提高盐水的通量。因此，在不影响料液和膜的稳定性条件下，应尽量选择较高的过滤温度。通常每升高1℃，水的粘度降低约2.5%，盐水通量增加约3%，但是过高的过滤温度将导致能量消耗的增加；
（3）膜面速度对过滤性能的影响
在陶瓷膜过滤过程中，由于流体剪切力的作用，可以减少膜表面的沉积和浓差极化的影响。对于含颗粒体系，膜面速度对过滤性能的影响与颗粒的粒径分布、料液的浓度及料液的流体力学性质有关，膜面速度增大，膜通量提高，但是膜面速度的增大意味着能耗的增加。 1.1.2.6 陶瓷膜与凯膜的比较
陶瓷膜与凯膜的外形类似，都具有管式结构，但二者存在本质区别，分为以下几个方面：
首先，两种膜的材质不同。凯膜是一种有机膜，属于软性材料，滤膜具有优良的耐酸、碱腐蚀性和耐热性能，具有较高的强度和伸缩性，采用的是垂直过滤方式（又称为滤饼层过滤）；陶瓷膜属于无机膜，是一种高强度膜，机械强度高，有良好的耐磨、耐冲刷性能，及耐酸、碱、氧化、腐蚀性能，过滤方式采用错流过滤方式（又称为切线流过滤）。由于膜的材质不同，使得设备的耐腐蚀性及使用寿命有所区别。
- 16 -
第一篇 盐水精制
凯膜的使用寿命一般为3年，而陶瓷膜的使用寿命为5年以上；
其次，两种膜的孔径不同。凯膜的孔径为0.5～1.0μm，而陶瓷膜的孔径≤0.05μm，平均孔径为40nm。凯膜要达到较高的过滤精度，需要通过滤饼层的助滤作用来实现；而陶瓷膜的过滤完全依靠膜本身孔径以及薄的膜层来实现，所以过滤孔径比凯膜要小得多；
第三，两种过滤方式的操作压力不同。微孔径的区别及过滤方式的不同，会对过滤物分子大小和物质黏度产生不同影响，其过滤压力也不同。凯膜的过滤压力为0.05～0.1MPa，而陶瓷膜的过滤压力为0.15～0.3 MPa，最大工作压力为1MPa，可耐受一定的压力，同时不存在有机聚合膜的膜表面剥离、撕裂、腐蚀，特别是膜孔径托伸导致盐水质量下降等现象。
陶瓷膜过滤器也是由膜组件组成的，每一组有6个膜组件，分成3组，配置为3：2：1，粗盐水首先进入第一组三个组件，过滤出的清液为一次盐水，进入一次盐水总管，浓缩液然后进入第二组两个组件，过滤出的清液也进入一次盐水总管，浓缩液然后再进入第三组组件，过滤的清液同样也进入一次盐水总管，剩余的浓缩液一部分进入压滤机过滤盐泥，一部分返回粗盐水循环槽，混合入新盐水后继续过滤。这个流程类似于纯水制备中的反渗透膜流程。
由于陶瓷膜的过滤压力很高，过滤通量为40％左右，即每100立方的盐水仅能过滤出40立方成品盐水，因此盐水循环量很大，盐水质量与凯膜工艺相当。表面看来，陶瓷膜过滤器的动力消耗量比较大，但是从盐水工序总动力消耗来看，陶瓷膜工艺比凯膜工艺的动力消耗
- 17 -
第一篇 盐水精制
小。这是因为陶瓷膜工艺流程简单，泵机用量较少。从运行成本来看，陶瓷膜工艺不需要任何助剂，也就降低了原材料成本。 1.1.2.7 陶瓷膜存在的主要问题
陶瓷膜在安装运行后，存在着许多问题，突出表现在膜管堵塞、流通量迅速下降、断管等。膜堵塞和流通量下降，堵塞原因是由于陶瓷膜采用错流过滤方式，膜管直径4mm，颗粒直径大于2mm泥砂颗粒以及植物纤维物进入过滤器通过膜管时会产生搭桥堵塞膜管流道，而其反冲时压力由四周指向中心，因此堵塞物不易排出，长时间积累可导致膜管堵死。植物纤维物虽然在直径上可小于2mm，但其还存在长度方向存在搭桥问题。膜管断裂则是由于“气锤效应”造成的，但是也不排除膜管组装质量的问题。总的来说，陶瓷膜盐水质量是可以用于离子膜装置的，但是工艺上还有不少技术细节需要进一步优化。
（1）不采用预处理进行初级固液分离的可靠性分析
预处理的目的是使过滤器适应国内质量参差不齐的原盐。经过精制反应后的粗盐水的含固量极不稳定，造成悬浮物的量达数倍乃至数十倍之差。由于外部条件的变化，如果不进行预处理，会使精密过滤器由于运行条件苛刻而损坏。不少过滤器制造商加入中国氯碱行业时，均宣传可以直接过滤，而在实施工业化流程中不得不加预处理使固液初级分离。陶瓷膜组件由于采用的是4mm孔径的多通道膜元件，其容污能力小，如果将水不溶物、BaSO4、CaCO3、Mg(OH)2直接进过滤器过滤，浓液再进行循环，长期运行的可靠性还有待考证。
- 18 -
第一篇 盐水精制
（2）有机物影响分析
由于有机物和藻类会造成离子膜堵塞，而Fe3+会造成离子膜电耗增加，因而需在盐水的预处理阶段加入氧化剂氧化有机物、杀藻类，并除去Fe(OH)3胶体，这是离子膜运行所必须的。在没有使用有机膜过滤器前，离子膜的寿命、电流效率、单元槽电流都不太理想，而陶瓷膜过滤工艺去掉了预处理过程，对于离子膜的长期稳定运行可能带来影响。
（3）多通道膜元件在运行过程中的利与弊
由于无机膜单元的本身的阻力大及错流过滤方式，陶瓷膜的运行压力大大高于有机膜，采用多通道元件虽然可以提高其强度，但同样会造成如下的弊端：
首先，膜管的渗出阻力会随着圈数不同而不同。中心管的渗出液经过膜组件的渗透通道长为130mm，第一圈渗出长度为2.5mm。多通道膜元件的各通道是并联线路，因此每圈的渗透量不同，同时反洗、正洗、化学清洗，效果均不如管式结构；
其次，由于膜渗出液的通道长，如果NaCl在盐水中一旦出现过饱和，会造成堵塞。清洗堵塞增加了难度，因此在过滤过程中对NaCl的含量要求更为严格；
第三，陶瓷膜组件在精制盐水中的耐腐性及对离子膜运行的影响也有待于进一步考核。这是由于陶瓷的主要成分是Al2O3、SiO2，一旦溶出对离子膜的运行是致命的。20世纪80年代由于离子膜对硅的要求比较严格，一些厂家改砂过滤器为陶瓷砂过滤器，初期运行状况很好，
- 19 -
第一篇 盐水精制
运行一年后因陶瓷砂不耐精制盐水的腐蚀，其溶蚀的成份对离子膜的运行极为不利，造成离子膜损坏。因此对于陶瓷膜能否用于氯碱企业，要做长期的耐腐蚀试验，确认陶瓷膜元件的耐腐蚀性。 1.1.3 种植膜过滤技术
1.1.3.1 种植膜简介
种植膜过滤技术是由上海鸣泰环保工程有限公司提供的。该公司成立于1999年，主要从事液固分离／气固分离的开发与应用。该过滤器结构的工作原理基本与凯膜过滤器相同，不同的是所用材质和是否预涂。“种植膜”滤料是在织布过程中。种植了一种复合POLYMER材质。其作用相当于初次滤饼。不同的是，此材质过滤搭桥性能好（出水量大，不易堵塞），具有极佳的脱泥性能，能在较高压力下过滤，出水量大，能承受高反冲压力，冲洗干净，再生能力强，方法简单。“种植膜”过滤器的滤芯由PP支撑龙骨和PP过滤膜组成。工作时首先预涂，通过在PP过滤膜上预涂粉煤灰或CaCO3，形成1层“种植膜”，一次盐水通过时，可将悬浮物截留，从而达到过滤目的。该层“种植膜”主要作用是可以避免膜孔被盐水中的Mg(OH)2、高分子絮凝剂等黏性较大的杂质阻塞，降低反洗频率，使反洗工作简单易行。该过滤技术工艺简单，从原理上讲适用于新建项目以及传统老工艺的改造，预涂材料为粉煤灰或CaCO3，不需用价格昂贵的纤维素。
- 20 -