鐵前污水處理廠微絮凝過濾器改造

孟凡娜，楊正斌

（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北056404）

0 引言

鐵前污水處理廠于2008 年建成，采取的工藝是沉淀池→高密池→過濾器→澄清池，目的是對生活區(qū)污水和廠區(qū)污水進行進一步凈化處理，以利于廠內(nèi)高爐、發(fā)電設(shè)備等循環(huán)使用，以達到減少排放，合格排放的目的。其中過濾器采用的是上海同諾環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)的TNJ 微絮凝凈水器，旨在降低高密池輸送過來的水的濁度和懸浮物含量。但是由于在管路設(shè)計和設(shè)備本體存在嚴重缺陷，導致試運行時出現(xiàn)了生產(chǎn)事故，故而設(shè)備一直處于閑置狀態(tài)，從未被啟用。污水處理廠也一直是帶傷運行，水質(zhì)極不穩(wěn)定。

1 現(xiàn)狀分析

2008 年至今已有10 余年，期間各分廠新建項目眾多，包括動力廠CCPP 次高壓鍋爐循環(huán)發(fā)電、10號發(fā)電以及高爐更新改造等，對所需要的循環(huán)水水質(zhì)要求越來越高，過去的處理工藝已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)需要。而且由于水質(zhì)處理的不徹底，經(jīng)常發(fā)生循環(huán)水堵塞管道，淤泥、綠藻附著設(shè)備等事件，急需對污水處理工藝進行改造，提升污水處理品質(zhì)。通過對原有工藝分析和過濾設(shè)備的實地測量、觀察，確定通過改造重新啟用微絮凝凈水器。

2 確定方案

2018 年3 月，動力廠相關(guān)技術(shù)人員入駐現(xiàn)場，由于原污水處理工程建設(shè)并未交工，造成相關(guān)設(shè)備技術(shù)資料、圖紙嚴重缺失，只能深入現(xiàn)場對所有設(shè)備和管道進行詳細勘察，無論是高空、地下管道還是設(shè)備本體內(nèi)部構(gòu)造，全部一一核實明白。

通過勘察了解，確定微絮凝過濾器的處理水原理是：過濾器上部放置比重相對較小的濾料，下部為比重較大的石英砂，這樣可以充分發(fā)揮整個濾層的效率、提高截污能力。當膠體顆粒、懸浮物等雜質(zhì)流過凈水器的濾料層時，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于截留在濾料表面。當濾料表層截留了一定量的污物時會形成濾膜，隨時間推移過濾器的進出水壓差將會很快升高，直至出水水質(zhì)劣化。此時需要利用逆向水流反洗濾料，使過濾器內(nèi)濾料層懸浮松動，從而使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走，恢復過濾功能。而在實現(xiàn)這些功能的設(shè)備設(shè)施設(shè)置以及工藝管道連接上存在很大的問題，主要有：

（1）過濾器設(shè)備本體未安裝壓力監(jiān)控測量設(shè)施；

（2）與高密池聯(lián)通管道和閥門切換混亂需要重新梳理；

（3）設(shè)備自反洗系統(tǒng)管道設(shè)置和連接有問題，需要重新設(shè)計；

（4）過濾器內(nèi)部濾料填充過高未留反洗空間，需要清除部分；

（5）汽洗管道過細，壓力過低需要重新敷設(shè)，并連接氣源。

雖然存在問題很多，但是原過濾器設(shè)備本體、連接管道、聯(lián)通閥門等設(shè)備質(zhì)量很好，雖然十余年未啟動使用，但是就目前情況，完全符合再次啟用標準。通過對現(xiàn)場問題進行一一整理，利用原有處理方式結(jié)合多介質(zhì)過濾器的過濾、反洗模式，制定了改造方案。

3 改造過程

3.1 對提升泵和提升水池進行了修復

由于原有處理工藝停止在了高密池階段，使得污水在經(jīng)過高密池處理后直接進入澄清池，未將水由提升泵輸送至過濾器，造成提升水池和提升泵閑置至今。所以改造項目第一步即清理水池和恢復提升泵。在組織專業(yè)人員對水泵、電機進行修復過程中，設(shè)備本體改造也在同步進行。

3.2 對距離提升管道最近的2 臺過濾器進行集中改造

拆除了設(shè)備本體內(nèi)部原有布水孔板上的上、下兩層水帽，開拓了過濾器的上部空間，以利于濾料的反洗上浮。對出現(xiàn)損壞的布水裝置進行了重新焊接拉筋，以加固設(shè)備，并能保證布水均勻。通過計算，既要保證過濾效果，又要保證反洗效果，清理掉過濾器內(nèi)部濾料約30 t，以保證足夠的反洗空間。另外在設(shè)備本體上重新焊接了排氣管，用以在過濾器反洗時排除空氣，防止設(shè)備憋壓，造成設(shè)備損壞。最后，在氣洗入口管上安裝了就地壓力表，在設(shè)備本體上安裝了壓力連接管至變送器。

3.3 重新敷設(shè)反洗管路

過濾器濾料實現(xiàn)自反洗的手段是：一臺過濾器正常運行，其產(chǎn)水經(jīng)過閥門切換進入到反洗連接管內(nèi)，連接管另一端連接到另一臺需要反洗的過濾器底端，通過自下而上的水流動實現(xiàn)濾料層松動，使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走的功能，見圖1。這就要在設(shè)備本體底部開孔，連接反洗管道并安裝閥門，通過計算確定孔徑和閥門直徑為DN300。由于只是小范圍試驗，成功后反洗管道還要與所有過濾器相連，故而反洗管另一端先用盲板堵住，待其他過濾器改造完成后再進行連接。

圖1 過濾器濾料實現(xiàn)自反洗

3.4 初步試運行

在提升水池、提升泵修復、提升管道和兩臺過濾器改造完成后，對過濾器進行了注水，對濾料進行了充分浸泡，隨后進行了初步小范圍試驗。

（1）打開兩臺過濾器進水氣動閥門，緩慢開啟手動閥門，向凈水器內(nèi)注水。

（2）待排空氣門開始出水，打開凈水器產(chǎn)水門，關(guān)閉排空氣門。設(shè)備進入制水階段。

（3）監(jiān)測過濾器出水水質(zhì)，由于原濾料壓實交重，臟污程度較深，造成出水水質(zhì)非常惡劣，濁度測量因超過量程無法測量。

（4）反洗操作：

①關(guān)閉一臺過濾器運行入口門和產(chǎn)水門，打開反洗排污門（手動門、氣動門都打開）。

②打開進氣氣動閥，利用進氣手動門控制進氣量，逐漸調(diào)整進氣量盡量開大，以不漏濾料為準?？諝獠料? min，關(guān)閉進氣門。

③打開過濾器的反洗聯(lián)通門，反洗20 min 后，打開取樣門，取樣觀察、化驗反洗效果。發(fā)現(xiàn)效果不明顯，出水依然混濁。

④重復以上反洗操作步驟，繼續(xù)空氣擦洗5～10 min，水力反洗20～30 min，與此同時取樣觀察，測試反洗效果。

第一天和第二天的出水濁度（NTU）見表1。

表1 第一天和第二天的出水濁度（NTU）

經(jīng)過14 h 的空氣擦洗和水利反洗，最終反洗出水清澈無雜物、無異色，化驗濁度＜5。

⑤正洗，即關(guān)閉反洗聯(lián)通門，打開入口門和正洗排污門觀察水質(zhì)。

⑥正洗約1h 后，出水濁度達到4 個NTU。打開運行出口門，關(guān)閉排污門正式制水。

反洗過后的過濾器制水質(zhì)量明顯提升，將高密池出水濁度的20-30NTU 降低到了3-8NTU。

相同方式對另一臺過濾器進行了反洗操作，最終兩臺過濾器實現(xiàn)正常制水。

小范圍的運行取得了非常好的效果，之后仿照已經(jīng)改造成功的兩臺樣板過濾器，動力廠抽調(diào)六個車間近百人，對其余9 臺過濾器進行設(shè)備改造。

4 最終效果

全部改造完成后，經(jīng)過反洗、正洗操作，10 臺過濾器全部投入運行。每臺過濾器出水濁度都降到了5NTU 以下，總出水較高密池出水濁度降低了10-20NTU。

5 效益分析

經(jīng)過過濾器的此次改造運行，使得污水處理產(chǎn)水顆粒、懸浮物、淤泥含量大幅度降低。另外，每臺過濾器的處理能力也由原來的150 t/h 提高到了300 t/h，全部運行可處理污水3 000 t/h，可實現(xiàn)生活區(qū)廢水的全部回收，為以后的污水回收打下了堅實的基礎(chǔ)。

過濾后的水被廣泛應(yīng)用于汽輪發(fā)電機、汽輪鼓風機和凝汽器、冷油器等設(shè)備循環(huán)使用，能夠有效緩解之前水管淤泥堵塞、冷卻設(shè)備效果不佳、結(jié)垢頻繁等問題。以7#電為例，捅一次凝汽器需要至少2 天時間，每年少捅1 次可多發(fā)電：2.5 萬kW×48 h=120 萬kWh，折合人民幣120×104kWh×0.68 元/kW=81.6 萬元，還有4#、5#、10#電共計207.18 萬元。

6 結(jié)束語

污水處理水質(zhì)的提升一方面提高了循環(huán)水使用品質(zhì)，不僅可以降低相關(guān)水處理藥劑的投加量，降低工業(yè)新水的補給量，還可以大幅降低循環(huán)水污水排放量；另一方面還避免了水體的二次污染，對水質(zhì)的提升具有非常明顯的環(huán)保意義。