自壓反沖洗技術(shù)在降低核桃殼濾罐能耗中的應(yīng)用

王婷（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

目前污水處理站處理工藝采用攪拌式核桃殼濾罐處理工藝，該工藝過濾效果好，但由于采用反沖泵吸水沖洗工藝，能耗較高。因此，從現(xiàn)有工藝出發(fā)，研究新技術(shù)克服攪拌式核桃殼濾罐處理工藝能耗高的問題。

1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗現(xiàn)狀

某污水站2001年投產(chǎn)12 座核桃殼濾罐，在2003年、2006年兩次對濾罐的內(nèi)部工藝進(jìn)行改造。濾罐反沖洗方式一直采用反沖泵吸水沖洗，即反沖洗時啟動反沖泵，反沖泵吸收反沖洗水罐內(nèi)的水沖洗濾罐，同時啟動濾罐的頂部攪拌器，沖洗后污水排至回收水池。反沖洗排量為160 m3/h，反沖洗時間為30 min，反沖洗周期為24 h。攪拌式核桃殼濾罐反沖洗工藝流程見圖1。

圖1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗工藝流程

該工藝存在的不足：

◇反沖洗結(jié)束后，濾層恢復(fù)較慢，需要3～5 h后濾層才能恢復(fù)正常；

◇反沖洗周期短，反沖洗周期在19 h 左右；

◇對濾罐內(nèi)部的沖擊較大，濾罐內(nèi)部附件損壞快，濾料流失大；

◇工人操作時勞動強(qiáng)度大；

◇能耗較高，需要專門運(yùn)行1 臺反沖洗泵。

鑒于以上原因，如果在保證水質(zhì)的前提下，利用罐群余壓完成反沖洗操作，停運(yùn)反沖洗泵，可以避免上述問題，并減少能耗。因此，開展了核桃殼濾罐利用自壓反沖洗技術(shù)來降低能耗。

2 攪拌式核桃殼濾罐自壓反沖洗試驗(yàn)

2.1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗的生產(chǎn)參數(shù)

某污水站的正濾進(jìn)出口壓差為0.1～0.12 MPa，反沖洗進(jìn)出口壓差為0.06～0.08 MPa，設(shè)計處理能力30 000 m3/d，實(shí)際處理能力25 000 m3/d。因此，該站具備應(yīng)用濾罐自壓反沖洗技術(shù)的條件。某污水站試驗(yàn)前污水處理數(shù)據(jù)見表1。

表1 污水站試驗(yàn)前污水處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2 試驗(yàn)方案

在某污水處理站任意選取相鄰的兩座濾罐進(jìn)行試驗(yàn)。兩座濾罐編號為A 和B。試驗(yàn)分兩個階段：

◇完全自壓（利用罐群余壓）反沖洗階段，反沖洗周期為22 h，反沖洗其他操作參數(shù)與平時泵洗時相同；

◇泵洗和自壓反沖洗同時進(jìn)行，反沖洗參數(shù)與第一階段相同。

兩個階段均在反沖洗前取一次濾后水樣，反沖洗后每1 小時取一次濾后水樣，進(jìn)行濾后水指標(biāo)對比。

3 現(xiàn)場試驗(yàn)效果對比

第一階段：完全自壓反沖洗，即不啟動反沖洗泵，完全靠罐群余壓進(jìn)行反沖洗。進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)一段時間，每日早上反沖洗完畢3 h 后，濾后水質(zhì)含油為16 mg/L，7 h 后濾后水質(zhì)含油降到10 mg/L 以下，8 h 后降到最低3.2 mg/L，22 h 后水質(zhì)含油超標(biāo)。與試驗(yàn)前相比，自壓反沖洗濾后水質(zhì)含油也可達(dá)標(biāo)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖2。

第二階段：泵洗和自壓反沖洗同時進(jìn)行。試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行2 天。為了避免因?yàn)V罐內(nèi)部差異影響試驗(yàn)結(jié)果，因此這一階段分兩步進(jìn)行。第一步對A 濾罐進(jìn)行自壓反沖洗，B 濾罐進(jìn)行泵洗，監(jiān)測濾后水中含油。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖3。

圖3 第二階段試驗(yàn)第一步濾后水含油曲線

第二步對A 濾罐啟動反沖泵進(jìn)行反沖洗，B 濾罐自壓反沖洗，監(jiān)測濾后水中含油。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖4。

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自壓反沖洗濾罐濾后水含油的總體趨勢低于泵洗濾罐濾后水含油。

圖4 第二階段試驗(yàn)第二步濾后水含油曲線

4 效果分析

圖2 第一階段完全自壓反沖洗濾后水含油曲線

1）自壓反沖洗方式比泵洗濾層恢復(fù)快。自壓反沖洗后2～3 h 濾后水含油可達(dá)標(biāo)，泵洗3～5 h 后方可達(dá)標(biāo)。

2）自壓反沖洗方式比泵洗反沖洗周期長。自壓反沖洗周期在22～24 h 之間，采用泵洗反沖洗方式反沖洗周期在19～24 h 之間。

3）自壓反沖洗方式比泵洗濾后水中含油稍低。在一個反沖洗周期內(nèi)，自壓反沖洗濾后水含油總體趨勢低于泵洗。

4）自壓反沖洗方式比泵洗對濾罐內(nèi)部的沖擊小。自壓反沖洗反沖進(jìn)出口壓差為0.04 MPa，泵洗進(jìn)出口壓差為0.06 MPa。

5）自壓反沖洗方式流程簡化，勞動量降低。反沖洗1 座濾罐可以少操作4 個閥門，少運(yùn)行1 臺反沖泵，12 座濾罐少操作48 個閥門。少運(yùn)行1 臺反沖泵全年節(jié)電8.1×104kWh。

通過試驗(yàn)證明利用罐群余壓進(jìn)行反沖洗完全可行，該方法目前已經(jīng)在4 座污水處理站推廣，取得了很好的效果。

5 結(jié)論與認(rèn)識

攪拌式核桃殼濾罐在一定條件下可以不啟動反沖泵實(shí)現(xiàn)自壓反沖洗，并且可以少運(yùn)行1 臺設(shè)備，降低污水耗能，同時減輕工人勞動強(qiáng)度。

在目前的生產(chǎn)實(shí)際中，采用自壓反沖洗方式，按照目前的反沖洗參數(shù)進(jìn)行反沖洗，濾前水含油達(dá)60～70 mg/L，濾后水含油可以達(dá)到16 mg/L 以下，在夏季生產(chǎn)時可以達(dá)到10 mg/L 以下。濾前水含油超過100 mg/L 時，在冬季生產(chǎn)，濾后水含油有時超標(biāo)，建議縮短反沖洗周期，采用泵洗與自壓反沖洗相結(jié)合的方式。