延長高速過濾濾料使用壽命及提高運行效果

姚福明

摘 要：針對各熱軋廠濁環(huán)工藝系統(tǒng)中的處理設(shè)備高速過濾器的濾料更換頻次和運行效果進行分析。認為傳統(tǒng)的熱軋廠中濁環(huán)水中含油較高，設(shè)計的除油設(shè)備能力低，造成過濾器內(nèi)濾料大量板結(jié)，降低過濾效果，同時增加更換濾料的費用。針對高速過濾器存在的問題，對其進行系統(tǒng)化的處理，延長濾料的使用壽命，提高過濾器效果。改造后，其使用壽命延長一倍，過濾效果良好。

關(guān)鍵詞：高速過濾器；延長壽命；過濾效果

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.181

1 前言

高速過濾器是現(xiàn)代工業(yè)水處理的主要裝置之一，高速過濾器種類較多，根據(jù)目前國內(nèi)各領(lǐng)域的產(chǎn)品推進，在鋼鐵行業(yè)中使用較為廣泛的有：高速砂過濾器、陶瓷膜過濾器、纖維膜過濾器、多介質(zhì)過濾器等，根據(jù)資金投入和使用效果來看，國內(nèi)大小鋼鐵行業(yè)使用較多的：高速砂過濾器和陶瓷膜過濾器。高速砂過濾器是壓力式濾料過濾器的一種，其內(nèi)部采用鵝卵石、石英砂、無煙煤分層分顆粒裝填完成的，其過濾速度達到20-40m/h，稱其為高速砂過濾器，通常高速過濾器在原水懸浮物較多的情況下，能確保出水水質(zhì)的高質(zhì)量， 具有過濾速度高、處理水量大、占地面積小、操作簡單省力、噸水運營成本低、工程配套投資較少、不易出現(xiàn)故障等優(yōu)點， 并能實現(xiàn)單臺或多臺過濾器系統(tǒng)PC自控高速過濾器在原水懸浮物較多的情況下， 能確保出水水質(zhì)。

高速砂過濾器廣泛用于工業(yè)循環(huán)水處理、工業(yè)工藝用水制備、工業(yè)廢水處理、公共和小型集成式生活污水處理等。熱軋廠水處理系統(tǒng)， 濁環(huán)系統(tǒng)通常采用平流沉淀池配高速過濾器或者化學(xué)除油器配高速過濾器，再有就是稀土磁盤配高速過濾器， 目前國內(nèi)水系統(tǒng)采用稀土磁盤配高速過濾器的示例較多，應(yīng)用在濁循環(huán)冷卻水、層流冷卻循環(huán)水兩個系統(tǒng)上， 對循環(huán)水水質(zhì)進行凈化處理。過濾器罐體應(yīng)用較為廣泛的大多為直徑為5m， 單臺過濾器過濾速度為20-40m/h、處理能力為784m?/h。

目前熱軋水處理系統(tǒng)投入時，由于處于調(diào)試階段。主線調(diào)試期間出現(xiàn)大量漏油，造成進水水質(zhì)含油量增大， 導(dǎo)致高速過濾器及其配套設(shè)備在使用之初就出現(xiàn)了一系列的問題， 根據(jù)以往調(diào)試形式，挑選出濁環(huán)系統(tǒng)10臺過濾器，作為調(diào)試使用，調(diào)試順行后，發(fā)現(xiàn)存在的問題尤為嚴重， 主要反映在：

（ l ）主線漏油至濁環(huán)系統(tǒng)，通過循環(huán)造成過濾器濾料板結(jié)、混層現(xiàn)象嚴重，對過濾器開蓋檢查時發(fā)現(xiàn)，石英砂與無煙煤混合在一起，無煙煤、石英砂、鵝卵石均沾滿了大量的油泥， 其中無煙煤、石英砂板結(jié)嚴重， 造成過濾效果較差。

（ 2 ）過濾器不能實現(xiàn)全自動操作，需操作工逐個手動操作反洗，延長單個步驟的反洗時間，勞動強度較大，為了保證熱軋生產(chǎn)的順利進行，對出現(xiàn)的問題進行系統(tǒng)性的查找。

（ 3 ） 過濾器反洗水壓控制困難，反洗壓力大于0.15Mpa時，大量濾料（ 石英砂、無煙煤） 被沖出過濾器，排入高效澄清器，造成濾料大量流失，不得不定期補充濾料，不但造成人力、物力的消耗，同時影響下道工序（污泥處理系統(tǒng)）的正常運轉(zhuǎn)。反洗水量不足造成濾料清洗不干凈，濾料發(fā)生板結(jié)、硬化現(xiàn)象，從而又造成過濾器正常過濾出水量減少及濁環(huán)水質(zhì)變差，濁環(huán)水中的油污未能有效清除，形成惡性循環(huán)。

2 熱軋濁環(huán)系統(tǒng)高速過濾器內(nèi)濾料板結(jié)的因素

2.1 濁環(huán)系統(tǒng)高速過濾器工藝

熱軋濁環(huán)循環(huán)水處理工藝主要目的是去除濁環(huán)水回水中大量的懸浮物和油等雜質(zhì)，經(jīng)冷卻塔冷卻后重復(fù)利用。通常高速過濾器的在滿負荷運行24-48小時后（依據(jù)漩流井沉淀效果），會根據(jù)運行周期對過濾器進行自動反洗，將過濾器內(nèi)濾料之間的雜物排至污泥系統(tǒng)，達到反復(fù)過濾、重復(fù)使用的目的。如存在因漩流井沉淀效果不佳、除油設(shè)備能力不足現(xiàn)象，勢必會增加絮凝劑和助凝劑的投加量，同時旋流井出水中含油量也會同步增長，造成整個旋流井出水中藥劑濃度和含油量的嚴重超標，通過稀土磁盤后的懸浮物和藥劑、浮油進入水池，再通過泵組提升至高速過濾器內(nèi)，藥劑殘液和水中浮油進入過濾器內(nèi)與無煙煤和石英砂板結(jié)，降低過濾效果，同時無法保證出水量和出水水質(zhì)。

2.2 過濾器反洗效果不佳的因素

通常國內(nèi)熱軋生產(chǎn)線濁循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計循環(huán)水量為11000-13000m?/h， 由于過濾器內(nèi)部濾料板結(jié)現(xiàn)象嚴重， 過濾器處理水量嚴重不足， 導(dǎo)致濁環(huán)過濾器的總過水量與設(shè)計水量相差近2500 m?/h左右， 出水水質(zhì)指標也較差， 不能滿足用戶要求。高速過濾器的重復(fù)過濾取決于過濾器的有效反洗，根據(jù)現(xiàn)場情況來看，高速過濾器的反洗氣洗采用的是壓縮空氣（0.3-0.45Mpa），反洗水壓力0.15Mpa，在氣水混合反洗時，會造成過濾器跑料，同時過濾器的反洗水和進氣步驟無時間控制標準，造成過濾器反洗效果較差，表1為實際運行參數(shù)與控制標準對比，見附表1。

3 過濾器濾料板結(jié)問題改造

3.1 過濾器濾料板結(jié)的改造

這是本文最關(guān)鍵、最核心的一個改造措施具體更改如下：

（1）根據(jù)濁環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)量，在旋流井入口沖渣溝位置投加比例為0.3%的除油劑（投加比例根據(jù)除油劑濃度核算），將主線回水中氧化鐵皮、懸浮物表面粘附的油脂進行脫離，上浮至水面，利用除油設(shè)備將浮油收集，降低旋流井出水含油量；

（2）旋流井內(nèi)筒增加除油設(shè)備，采用鋼帶除油機或圓盤除油機來處理表面浮油；

（3）反洗進氣管道改造：在反洗進氣管道上增加加藥點，設(shè)立加藥裝置，在反洗進氣過程中往管道內(nèi)投機除油劑（JLC-3型金屬清洗劑），投加量按照反洗進氣流量控制在30-50ppm，并對過濾器的反洗進氣時間進行延長，除油劑隨空氣進入過濾器濾料內(nèi)，在空氣的作用下將藥劑分散吹附在濾料底層，再用氣、水混合洗的過程中，將除油劑分散水中，利用氣體氣浮的作用將板結(jié)的濾料進行分解，并對每層的濾料表面附著的油和絮凝劑進行清洗分離出罐體，達到濾料再生使用的作用。

（4）反洗進水管道改造：如反洗進氣管道設(shè)計存在高低U型管的形式，可考慮將除油劑的投加點改造至反洗進水管道上，在臨近反洗進水泵組主管道上開孔，焊接短管（DN15、DN20、DN25均可），短管必須深入主管道1/2后焊接（這樣有助于藥劑投加到管道后混合均勻），設(shè)定PC連鎖程序，水泵啟動單臺時，加藥裝置啟動，往管道內(nèi)加藥，藥劑和水混合后進入過濾器內(nèi)部，在氣體氣浮的作用下，也可以分解板結(jié)的濾料，當反洗水泵啟動兩臺時，說明過濾器反洗程序到了水洗狀態(tài)，水洗狀態(tài)下停止加藥，正常水洗后過濾器投入再過濾模式。

3.2 過濾器反洗參數(shù)控制，是控制過濾器在除油劑的作用下防止跑料的方法

（1）控制反洗進氣壓力：首先根據(jù)過濾器的濾層阻力和過濾器本體高度，按照直徑5米、高度為6米的過濾器，濾帽單個過水量為2T/h為例，應(yīng)控制反洗進氣壓力為0.07Mpa，氣體本身密度小，所以應(yīng)控制在0.07-0.09Mpa之間（根據(jù)石英砂厚度和顆粒大小和濾層高度而定）。

（2）控制反洗進水壓力：首先控制反洗氣、水洗壓力，該步驟會造成濾料亂層，嚴重的會造成大量跑料，反洗水壓力控制在0.12Mpa以內(nèi)，降低反洗時濾料膨脹較大所造成的跑料。

4 結(jié)論

4.1 改造后的水質(zhì)改善情況

改造后的高速過濾器的運行較為穩(wěn)定，單臺高速過濾器的反洗效果和過水量有明顯的改善，從總體過濾水量來看，增加較大，目前已停止使用四臺高速過濾器作為備用，改造后濁環(huán)水的出水水質(zhì)也符合供水要求，見附表2。

4.2 改造濾料板結(jié)改善情況

改造后經(jīng)對濁環(huán)過濾器進行拆檢，發(fā)現(xiàn)前期因油脂板結(jié)的濾料已經(jīng)大面積松散，石英砂也由原來黑色變?yōu)榘蛋咨?，說明反洗步驟和藥劑控制、氣壓控制得當，使罐體內(nèi)油污排出系統(tǒng)，經(jīng)跟蹤污泥系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池水質(zhì)情況發(fā)現(xiàn)，內(nèi)表面浮油大量漂浮，說明過濾器內(nèi)板結(jié)的油污已經(jīng)逐步開始脫離濾料，通過15天的驗證，說明該方法可以延長高速過濾器使用壽命。

4.3 改造后循環(huán)水系統(tǒng)操作穩(wěn)定

高速過濾器改造后，降低了高速過濾器堵、打不動水的問題，提高了濁環(huán)循環(huán)水的液位、流量調(diào)整精度，避免因主線流量增大造成過濾器過水量不足，致使系統(tǒng)各水池液位高低差液位控制難度大的問題，減少人員對過濾器的反洗頻次無效果的問題，目前濁環(huán)操作系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)半自動狀態(tài)。

5 結(jié)束語

通過對高速過濾器反洗系統(tǒng)的改造，對熱軋循環(huán)水系統(tǒng)處理工藝有明顯的改善效果，延長了高速過濾器濾料在系統(tǒng)中的使用壽命。同時，改造后高速過濾器的穩(wěn)定運行，降低了高速過濾器的維護成本，減少高速過濾器操作工的勞動強度，進一步提高工藝系統(tǒng)的操作運行，以確保穩(wěn)定生產(chǎn)。