精密過(guò)濾器在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)旁濾水處理中的應(yīng)用

馮云姝，田野

（中國(guó)石化集團(tuán)北京燕山石油化工有限公司，北京 102500）

精密過(guò)濾器在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)旁濾水處理中的應(yīng)用

馮云姝，田野

（中國(guó)石化集團(tuán)北京燕山石油化工有限公司，北京 102500）

旁濾系統(tǒng)在循環(huán)水場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中至關(guān)重要，其運(yùn)行目的是降低循環(huán)冷卻水中的濁度，有效控制微生物生長(zhǎng)。燕化公司水氣中心六供水車間原有旁濾系統(tǒng)為重力式無(wú)閥濾池，存在反洗自耗水量大、故障率高等問(wèn)題，故車間對(duì)原有過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行改造，將一組無(wú)閥濾池更換為ASF智能型精密過(guò)濾器。改造后的旁濾系統(tǒng)投運(yùn)后，年節(jié)約補(bǔ)水成本約26.22萬(wàn)元，年節(jié)約藥劑成本約11.20萬(wàn)元，充分達(dá)到了改善水質(zhì)、節(jié)水降耗的目的。

精密過(guò)濾器；循環(huán)冷卻水；旁濾系統(tǒng)；節(jié)水降耗

1 工程概況

燕山石化公司水氣中心六供水車間第四循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱四循）擔(dān)任著為丁基裝置供應(yīng)循環(huán)水的任務(wù)，該循環(huán)水場(chǎng)的設(shè)計(jì)處理能力為8 000 t／h。與其配套的旁濾水處理系統(tǒng)采用重力式無(wú)閥濾池，重力式無(wú)閥濾池由2組4個(gè)罐體組成。設(shè)計(jì)過(guò)濾水量為400 t／h。為解決重力式無(wú)閥濾池反沖洗時(shí)自耗水量較大、故障率高等問(wèn)題，車間對(duì)原有過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行改造，將其中1組2個(gè)罐體更換為5個(gè)罐體并聯(lián)運(yùn)行的ASF智能型精密過(guò)濾器（以下簡(jiǎn)稱精密過(guò)濾器），從而解決了現(xiàn)有重力式無(wú)閥濾池存在的諸多問(wèn)題，達(dá)到節(jié)水降耗、改善水質(zhì)的目的。

2 循環(huán)冷卻水旁濾處理

2.1 旁濾系統(tǒng)概況

生產(chǎn)中為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濁度在指標(biāo)范圍內(nèi)，部分循環(huán)冷卻水必須經(jīng)過(guò)旁濾池的過(guò)濾處理再回到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中［1］。通過(guò)過(guò)濾處理，可以在不影響循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下去除水中大部分微生物［2］。目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)常用的旁濾形式有普通快濾池、虹吸濾池、重力式無(wú)閥濾池［3］以及壓力濾罐等［4］。重力式無(wú)閥濾池在中、小型水廠及北方等地區(qū)使用較多，但按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)單池面積較小，因此，現(xiàn)在的給水設(shè)計(jì)工藝選擇中很少采用［5］。

2.2 精密過(guò)濾器在循環(huán)冷卻水旁濾處理中應(yīng)用

精密過(guò)濾器采用專用無(wú)機(jī)、永久性介質(zhì)作為濾料，可以降低出水濁度，去除循環(huán)冷卻水中大部分微生物，并且降低反沖洗水耗水量；其采用的頂端布水器和橫向出水器，可以保證運(yùn)行過(guò)程中能平衡分布水流，從而有效保證過(guò)濾及反沖洗效果；精密過(guò)濾器采用氣動(dòng)兩用三通閥，在設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí)可利用其它罐體的濾后水進(jìn)行單罐體反沖洗，減少水量消耗；其采用的觸屏用戶界面的智能控制系統(tǒng)，可以控制系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)約人工成本。

2.2.1 精密過(guò)濾器基本參數(shù)

精密過(guò)濾器主要由罐體、布水裝置、排水裝置組成。罐體為臥式，單罐體直徑為0.9 m，長(zhǎng)度為1.8 m，采用超細(xì)顆粒介質(zhì)作為濾料，單罐處理能力為50 m3／h。裝置適用條件：進(jìn)水壓力為0.15～0.25 MPa，處理水溫為5～45℃。

2.2.2 工藝流程

（1）過(guò)濾過(guò)程

經(jīng)裝置循環(huán)后的部分循環(huán)冷卻水回水進(jìn)入精密過(guò)濾器進(jìn)水總管，通過(guò)多路閥同時(shí)進(jìn)入5個(gè)罐體，此時(shí)多路閥狀態(tài)是過(guò)濾罐進(jìn)水口與進(jìn)水總管貫通，與反洗排水管關(guān)閉。水流入罐內(nèi)頂端的布水裝置并均勻垂直地通過(guò)濾料層，過(guò)濾掉循環(huán)冷卻水中的大部分懸浮物、微生物，濾后水由過(guò)濾器底部的橫向出水器匯集進(jìn)入主集水管，經(jīng)出水管流出過(guò)濾罐，進(jìn)入出水總管排至吸水池。過(guò)濾過(guò)程要求進(jìn)水壓力為0.15～0.25 MPa。

（2）反洗過(guò)程

隨著過(guò)濾過(guò)程的不斷進(jìn)行，濾罐濾料攔截的懸浮物、微生物等不斷增多，形成的濾餅不斷增厚，需要對(duì)旁濾罐進(jìn)行反洗。在反洗過(guò)程中，整套過(guò)濾系統(tǒng)采用5個(gè)濾罐依次進(jìn)行反洗，未進(jìn)行反洗的過(guò)濾罐仍處于過(guò)濾狀態(tài)。

當(dāng)進(jìn)行某個(gè)過(guò)濾罐的反洗時(shí)，該過(guò)濾罐對(duì)應(yīng)的多路閥狀態(tài)切換為過(guò)濾罐進(jìn)水口與進(jìn)水總管切斷，與反洗總管貫通，由于其它過(guò)濾罐仍處于過(guò)濾狀態(tài)，過(guò)濾器組的出水總管背壓增大，為該過(guò)濾罐提供了反洗動(dòng)力，出水總管的濾后水通過(guò)待反洗濾罐的出水管口反向進(jìn)入待反洗過(guò)濾罐內(nèi)，由過(guò)濾罐底部橫向出水器均勻分配后，反向通過(guò)濾層對(duì)濾料進(jìn)行反洗，反洗水再通過(guò)頂端布水裝置由多路閥排出濾罐，通過(guò)反洗排放管排至污水井。每個(gè)罐體的反洗時(shí)間設(shè)定為3 min。

3 改造效果

3.1 改造前后指標(biāo)分析

旁濾系統(tǒng)改造前、后指標(biāo)對(duì)比如表1所示。

表1 旁濾系統(tǒng)改造前、后指標(biāo)對(duì)比Tab.1 Operation indexes of side-stream filtration system before and after modification

3.2 節(jié)水效果

四循旁濾系統(tǒng)改造后于2015年1月正式投入使用，將運(yùn)行指標(biāo)與2014年同期相比反映節(jié)水效果，改造前、后循環(huán)冷卻水運(yùn)行指標(biāo)如表2所示。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)可以推算，改造后年節(jié)水量約為68 661.6 t，年節(jié)水費(fèi)用約為26.22萬(wàn)元。

表2 改造前、后循環(huán)冷卻水運(yùn)行指標(biāo)Tab.2 Operation indexes of circulating cooling water system before and after modification

3.3 節(jié)藥效果

由于2014年5月起四循的投加藥劑方式采用外包管理，故只比較2014年、2015年1～4月藥劑使用情況，結(jié)果如表3所示。

表3 改造前、后循環(huán)冷卻水殺菌劑使用情況Tab.3 Usage of bactericide in circulating cooling water system before and after modification

根據(jù)以上數(shù)據(jù)推算，改造后每年節(jié)約藥劑成本約為11.20萬(wàn)元。

3.4 處理效果

根據(jù)2015年1～5月與2014年同期操作記錄比較，四循濁度指標(biāo)如圖1所示，CODCr指標(biāo)如圖2所示。

圖1 改造前、后濁度指標(biāo)變化Fig.1 Variation of turbidity before and after system modification

圖2 改造前、后CODCr指標(biāo)變化Fig.2 Variation of CODCrbefore and after system modification

2014年1 ～5月，系統(tǒng)補(bǔ)再生水量占總補(bǔ)水量的50.57%，2015年1～5月，系統(tǒng)補(bǔ)再生水量占總補(bǔ)水量的59.79%，車間所補(bǔ)充的再生水來(lái)源于污水處理廠處理后的回用污水，所補(bǔ)充的新鮮水來(lái)源于地下水，再生水中濁度、菌藻含量均高于新鮮水。由圖1和圖2可知，在補(bǔ)水水質(zhì)條件差的情況下，四循循環(huán)冷卻水經(jīng)改造后的旁濾罐過(guò)濾后，其水質(zhì)明顯改善，有效控制了菌藻繁殖，四循循環(huán)冷卻水濁度和CODCr指標(biāo)與2014年同期相比均有所降低。

4 結(jié)語(yǔ)

六供水車間四循旁濾系統(tǒng)改造并投用以來(lái)，取得了良好的效果，改造后系統(tǒng)主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）出水水質(zhì)良好。所更換的精密過(guò)濾器采用非常細(xì)小的顆粒作為過(guò)濾介質(zhì)，能去除循環(huán)水中更為微小的懸浮物，自運(yùn)行以來(lái)，濾后水濁度降低50%，CODCr指標(biāo)明顯降低。

（2）反洗水量小，反洗效果好，節(jié)約運(yùn)行成本。改造后的精密過(guò)濾器單罐反洗水是由其它罐濾后水提供，減少反洗自耗水量，反洗水量小。新的旁濾系統(tǒng)可有效去除循環(huán)冷卻水中懸浮物，從而減少循環(huán)冷卻水補(bǔ)水量，并且降低對(duì)循環(huán)冷卻水補(bǔ)水的水質(zhì)要求，保證并提高了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。改造后，四循旁濾系統(tǒng)年節(jié)水費(fèi)用約26.22萬(wàn)元，年節(jié)約藥劑成本約11.20萬(wàn)元。

（3）體積小、易安裝、易擴(kuò)展、易拆卸。精密過(guò)濾器采用靈活安裝方式，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要單排安裝也可并排安裝，可通過(guò)增加濾罐數(shù)量的方式實(shí)現(xiàn)過(guò)濾系統(tǒng)擴(kuò)充，可通過(guò)拆卸單罐方式進(jìn)行拆遷。

（4）開(kāi)車后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的反洗要求進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，無(wú)需人工操作，管理簡(jiǎn)單，節(jié)省人工成本。

今后工作中，在有條件的情況下，對(duì)另1組（2個(gè)罐體）重力式無(wú)閥濾池進(jìn)行改造，更換為4個(gè)精密過(guò)濾器罐體，與現(xiàn)已改造的5個(gè)精密過(guò)濾器罐體并聯(lián)，即可滿足生產(chǎn)需求，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)水、節(jié)藥、節(jié)約人工成本的目的。

［1］李善仁，張鵬.大慶石化循環(huán)水旁濾系統(tǒng)采用高效流砂過(guò)濾器中試研究［J］.水處理技術(shù)，2009，35（6）：43－45.

［2］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

［3］朱羽中，錢效南.稀土瓷砂濾料在旁流過(guò)濾中的應(yīng)用［J］.工業(yè)用水與廢水，2003，34（5）：76-77.

［4］劉金鳳，丁仁泉，李宏.循環(huán)水旁濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)［J］.當(dāng)代化工，2005，34（1）：67－69.

［5］吳瑞喜.重力式無(wú)閥濾池設(shè)計(jì)及運(yùn)行中有關(guān)問(wèn)題的探討［J］.中國(guó)建材科技，2012，（4）：92－93.

Application of precision filter in side-stream filtration system of circulating cooling water field

FENG Yun－shu，TIAN Ye
（China Petroleum and Chemical Group Beijing Yanshan Petrochemical Corporation,Beijing 102500,China）

Side-stream filtration system plays a very important role in circulating cooling water field and its operation purpose is to reduce turbidity of circulating cooling water and to effectively control microbial growth.As the original side-stream filtration system in the sixth water supply workshop of Yanhua Company water gas center was gravity valve-less filter which existing many problems such as high back-washing water consumption,high stoppage rate and so on,it was transformed through replacing a group of valve-less filters with ASF intelligent precision filter.The operation effect of the modified side-stream filtration system showed that,about 262 200 yuan of supplement water cost and 112 000 yuan of agent cost could be saved each year,which fully achieved the purpose of improving water quality,saving water and reducing consumption.

precision filter; circulating cooling water; side-stream filtration system; water saving and consumption reducing

TU991.42

B

1009－2455（2016）01－0077－03

馮云姝（1984－），女，遼寧沈陽(yáng)人，助工，碩士，主要從事環(huán)保管理方面的工作，（電子信箱）fengyunshu198451＠163.com。

2015-09-04（修回稿）