自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器在鉛冶煉廠綜合廢水處理中的應(yīng)用

唐 劍

(湖南水口山集團(tuán)有限公司， 湖南 常寧 421513)

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器在鉛冶煉廠綜合廢水處理中的應(yīng)用

唐 劍

(湖南水口山集團(tuán)有限公司， 湖南 常寧 421513)

主要介紹了水口山集團(tuán)公司鉛冶煉廠自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器處理綜合廢水的技術(shù)原理，工藝流程和運(yùn)行情況。

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器; 鉛冶煉; 綜合廢水

水口山有色金屬集團(tuán)公司第八冶煉廠100 kt/a粗鉛工程采用氧氣底吹熔煉—鼓風(fēng)爐還原煉鉛法，其產(chǎn)生的綜合廢水既沒(méi)有實(shí)現(xiàn)冶煉廢水、生活廢水分流，也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“雨污分流”，全部混雜在一起流入廢水管網(wǎng)，其中重金屬有害元素鉛、鎘、砷超標(biāo)，排放量達(dá)1 000余t/d。為了徹底治理綜合廢水，2009年12月，自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器一次性試車成功，投入正常運(yùn)行。系統(tǒng)已正常運(yùn)行近4年，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。處理后的綜合廢水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到新的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部循環(huán)利用。

1 技術(shù)原理

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器是一種采用膜過(guò)濾處理的裝置，其結(jié)構(gòu)主要由罐體、過(guò)濾元件、閥門、電控系統(tǒng)及氣控系統(tǒng)等組成。設(shè)備運(yùn)行包括啟動(dòng)、過(guò)濾、反沖、沉降、排渣五個(gè)狀態(tài)。當(dāng)啟動(dòng)壓力過(guò)大時(shí)，設(shè)備會(huì)進(jìn)入高壓過(guò)濾狀態(tài)。這時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查，調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)再運(yùn)行裝置，因高壓過(guò)濾狀態(tài)會(huì)嚴(yán)重?fù)p耗濾袋。設(shè)備運(yùn)行流程見(jiàn)圖1。

圖1 設(shè)備運(yùn)行流程圖

1.1 自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器工作原理

(1)過(guò)濾：將過(guò)濾液打入過(guò)濾器下桶體，濁液經(jīng)過(guò)濾膜過(guò)濾，清液透過(guò)濾芯進(jìn)入上桶體，液體中的固體物質(zhì)被截留在濾膜表面，形成濾餅。

(2)反沖洗：以數(shù)秒的時(shí)間排液形成負(fù)壓，使清液反流，將濾餅全部從濾膜表面脫落。

(3)排渣：反沖洗后脫離濾膜表面的濾餅沉積在過(guò)濾器底部，當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)，被迅速排出。

(4)循環(huán)過(guò)濾：過(guò)濾與反沖洗不斷循環(huán)交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾器的連續(xù)運(yùn)行。

1.2 自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器特點(diǎn)

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)齊備。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器由上桶體、下桶體、過(guò)濾元件、花板、氣控閥門、控制器及相關(guān)配管組成，將過(guò)濾系統(tǒng)、反洗系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)合理地結(jié)合為一體。

(2)低壓過(guò)濾。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器為正壓過(guò)濾，過(guò)濾壓力在0.05～0.15 MPa均可正常工作。

(3)過(guò)濾范圍廣。被過(guò)濾液體中的固體含量從20×10-6(0.002%)～100 000×10-6(10%)均可被有效去除。

(4)適應(yīng)溫度范圍大。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器具有廣闊的操作溫度，可在260 ℃以下正常工作。

(5)設(shè)備具有極佳的化學(xué)穩(wěn)定性。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，能很好地耐酸、堿、鹽溶液。

(6)自動(dòng)化程度高。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器是利用自身過(guò)濾的清液來(lái)完成反沖洗過(guò)程，反沖洗時(shí)不需要排空過(guò)濾器，反沖洗過(guò)程可在數(shù)秒內(nèi)完成，反沖洗結(jié)束后過(guò)濾器又可進(jìn)行過(guò)濾，反沖洗下來(lái)的濾渣由排渣口排出，整個(gè)過(guò)程由電腦自動(dòng)控制。

(7)壽命長(zhǎng)、成本低。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器采用特種濾膜，濾膜使用壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用少；由于采用低壓過(guò)濾，設(shè)備能耗低，使用成本也大為降低。

(8)體積小、占地省。自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器所用占地面積僅為相同處理量的傳統(tǒng)過(guò)濾裝置的十分之一，過(guò)濾器的體積也小于其它過(guò)濾裝置。

2 綜合廢水處理工藝流程

綜合廢水通過(guò)提升泵揚(yáng)至廢水沉淀池進(jìn)行五級(jí)粗過(guò)濾沉淀后，再通過(guò)提升泵揚(yáng)至加堿槽中和處理。由于綜合廢水酸性不強(qiáng)，中和劑消耗量不大，為避免引入過(guò)多鈣離子，中和采用液堿。中和處理后的綜合廢水流入緩沖池進(jìn)一步攪拌混勻，控制pH值在9～10后，通過(guò)提升泵揚(yáng)至自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器進(jìn)行固液分離，上清液流入加酸槽回調(diào)pH值，最終流入清水池儲(chǔ)存以便內(nèi)部循環(huán)利用。由于硫酸來(lái)源方便，為避免引入氯離子，回調(diào)pH值采用硫酸。下底流濾渣流入渣池，當(dāng)渣池濾渣達(dá)到一定量時(shí)，進(jìn)行定期清理。其流程見(jiàn)圖2。

圖2 綜合廢水處理工藝流程圖

3 運(yùn)行情況

水口山有色金屬集團(tuán)公司第八冶煉廠自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器采用陜西金禹科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為JY- 54NBP- H的設(shè)備，其設(shè)備主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 JY- 54NBP- H型自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器主要參數(shù)

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器正常運(yùn)行會(huì)消耗調(diào)節(jié)pH值的液堿，酸洗操作的鹽酸，部分易損件和設(shè)備運(yùn)行的氣電。運(yùn)行成本約0.7元/噸水，其中易損件包括專用濾袋、橡膠墊圈、專用密封墊，影響專用濾袋壽命的因素主要是過(guò)濾壓力，耐酸、堿、鹽溶液良好，酸、堿、鹽溶液對(duì)橡膠濾袋有一定腐蝕消耗。若自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器出現(xiàn)“跑渾”現(xiàn)象，會(huì)根據(jù)具體情況更換部分專用濾袋、橡膠墊圈、專用密封墊。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保要求日益嚴(yán)格，為保證處理水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，每年水口山有色金屬集團(tuán)公司第八冶煉廠會(huì)保守的整體更換配套易損件共192套一次。運(yùn)行過(guò)程會(huì)有少量渣量，渣量返回原硫酸污水處理站進(jìn)行壓濾處理，一年可減排4.3 t有害重金屬。

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器應(yīng)用于綜合廢水的治理后，衡陽(yáng)市環(huán)保局、公司環(huán)保部、廠安環(huán)科及生產(chǎn)車間多次對(duì)處理后的綜合廢水進(jìn)行監(jiān)控取樣化驗(yàn)分析，重金屬有害元素鉛、鎘、砷各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到新的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器處理鉛冶煉綜合廢水穩(wěn)定可靠，效果良好。處理前后的綜合廢水有害重金屬含量比較見(jiàn)表2。

表2 處理前后的綜合廢水有害重金屬含量比較 mg/L

4 存在問(wèn)題

自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器在鉛冶煉廠綜合廢水治理的應(yīng)用是成功的，體現(xiàn)了工藝流程短、占地面積小、運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高、操作環(huán)境好等諸多優(yōu)越性。但仍存在一些問(wèn)題有待解決。

(1)pH值調(diào)節(jié)有“滯后”現(xiàn)象，pH計(jì)的玻璃電極探頭容易結(jié)垢，三個(gè)月就要用10%的稀鹽酸清洗探頭。pH計(jì)故障率高，常常用pH試紙控制pH值，造成液堿量的消耗會(huì)變大。

(2)濾袋表面也有結(jié)垢現(xiàn)象，生產(chǎn)過(guò)程中約10～15天就要用鹽酸對(duì)自動(dòng)反洗表面過(guò)濾器進(jìn)行酸洗操作，消耗一定的人力、物力。

Applicationofautomaticbackwashsurfacefilterin
comprehensivewastewatertreatmentinleadsmelter

TANG Jian

The technological principle, process flow sheet and operating conditions of comprehensively wastewater treatment by automatic backwash surface filter in lead smelter in Shuikoushan Group were mainly introduced.

automatic backwash surface filter; lead smelting; comprehensive wastewater

唐劍(1985—)，男，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事冶煉煙氣制酸、污水廢水處理和有色冶金分析技術(shù)工作。

TF812; X703.3

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