污水過濾器濾料清洗工藝及裝置研究

張海軍 程浩

摘? 要：設(shè)計(jì)一套污水過濾器濾料清洗工藝及裝置。主要目的在于通過循環(huán)清洗，解決現(xiàn)有污水過濾器采用罐內(nèi)反沖洗方式對濾料進(jìn)行沖洗存在清洗不徹底的問題。本清洗工藝將污水過濾器內(nèi)的濾料進(jìn)行循環(huán)清洗，能夠?qū)褰Y(jié)的濾料重新溶解分散除油，并且不影響其它過濾器運(yùn)行，保證濾料的過濾性能。

關(guān)鍵詞：濾料、藥劑、裝置、清洗、除油

前言 我廠污水處理系統(tǒng)主要采用三種處理工藝，分別為活性污泥生化處理+膜過濾、接觸氧化生化處理+過濾器、沉降+過濾器。其中沉降+過濾器實(shí)際污水處理量約占總處理量的78.4%，沉降+過濾器工藝處理效果是我廠注水水質(zhì)能否提升的關(guān)鍵，其核心工藝設(shè)備為過濾器，主要包括雙濾料過濾器、精細(xì)過濾器以及砂濾。故加強(qiáng)對過濾器的日常維護(hù)管理對提升水質(zhì)具有十分重要的意義。過濾器隨著使用時(shí)間的延長，其內(nèi)部濾料逐漸被浮油和雜質(zhì)附著，使濾料板結(jié)，過濾效果變差，進(jìn)出口壓差急劇升高，影響出水量及出水水質(zhì)，本工藝研究的的主要目的就是解決過濾器的使用與維護(hù)過程中存在的上述問題。

一、過濾器維護(hù)方法存在的問題及原因分析

通過2015年至2019年對廠在用污水處理站的跟蹤發(fā)現(xiàn)，污水處理站過濾器濾料更換周期為1.5年，過濾器進(jìn)出口壓差最高時(shí)可達(dá)0.3Mpa，嚴(yán)重時(shí)過濾器過水基本為0，無法滿足正常生產(chǎn)。通過查看更換出的濾料狀況發(fā)現(xiàn)，濾料被油污包裹嚴(yán)重，板結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重。主要原因是日常維護(hù)手段單一，依靠反沖洗或加藥浸泡的方法對濾料進(jìn)行維護(hù)。隨著濾料使用時(shí)間的增加，反沖洗無法徹底將濾料層內(nèi)的污油及雜質(zhì)沖洗排出罐內(nèi)，而加藥浸泡方法藥劑浸泡后即排走，無法循環(huán)利用，藥劑利用率低，效果也不理想。

二、清洗工藝原理與裝置組成

清洗裝置與過濾器對接形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)適配有效的清洗劑，通過一定周期的循環(huán)，將濾料表面附著的污油、泥質(zhì)、膠質(zhì)等附著物不斷地置換出過濾罐，利用油水差異性，通過裝置將洗出污油從清洗液中分離出后，清洗液繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)使用，從而延長濾料的使用壽命，減少廢濾料的產(chǎn)生量，同時(shí)也提高清洗藥劑的使用效率，清洗后的過濾器可快速投產(chǎn)，操作簡便。清洗裝置的主要組成為藥劑箱，收液箱，收油箱，攪拌機(jī)，連通閥，循環(huán)泵，溶氣泵，排污口等。

三、現(xiàn)場應(yīng)用

3.1清洗藥劑篩選

對我廠精細(xì)過濾器濾料進(jìn)行取樣，設(shè)計(jì)三種清洗劑配伍方案，分別對濾料表面附著物的油質(zhì)、膠質(zhì)等主要成分進(jìn)行清洗，并篩選出清洗效果最好的方案。篩選方法與過程如下：稱取100g同一批次已污染濾料（金剛砂）放入250ml燒杯中，加入配比清洗劑恒溫（40℃）浸泡12小時(shí)，取出手動(dòng)晃動(dòng)30秒，把濾料清洗液倒到另一燒杯中，在濾料中繼續(xù)用200ml清水沖洗，一并收集在濾料清洗液燒杯中濾紙過濾，待過濾后把濾紙折疊包裹過濾物，放入烘箱在102℃2小時(shí)烘干稱重并減去濾紙的重量，記錄重量。采用不同藥劑方案重復(fù)以上過程洗出物重量記錄如下：

方案一：5g油田濾料清洗劑加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實(shí)驗(yàn)，洗出物平均質(zhì)量0.36g。

方案二：4.5g油田濾料清洗劑，0.5g助洗劑，加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實(shí)驗(yàn)， 洗出物平均質(zhì)量0.384g。

方案三：4.0g油田濾料清洗劑，0.5g分散劑，0.5g助洗劑二加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實(shí)驗(yàn)，洗出物平均質(zhì)量0.729g。

最終確定方案三清洗效果最優(yōu)，現(xiàn)場應(yīng)用清洗藥劑確定采用方案三配方。

3.2現(xiàn)場試驗(yàn)

本項(xiàng)目選取W2污水處理站做為試驗(yàn)地點(diǎn)，對使用期2年的過濾器濾料進(jìn)行清洗，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，將W2污水過濾器分為兩組，每組各1臺雙濾料過濾器及1臺精細(xì)過濾器。對1#組進(jìn)行濾料清洗，2#組進(jìn)行正常使用。試驗(yàn)步驟如下：

步驟1：試驗(yàn)前，對1#組過濾器進(jìn)出口取水樣化驗(yàn)。

步驟2：將1#組的雙濾料過濾器與在用流程斷開，并與清洗裝置連接后進(jìn)行循環(huán)清洗，其余過濾器正常使用。清洗1天后，對清洗裝置收油，對雙濾料過濾器進(jìn)行反沖洗后停用。

步驟3：將1#組的精細(xì)過濾器與在用流程斷開，并與清洗裝置連接后進(jìn)行循環(huán)清洗，2#過濾器正常使用。清洗1天后，對清洗裝置收油，對精細(xì)過濾器進(jìn)行反沖洗后停用。

步驟4：將1#組過濾器投入使用，分別對1#組與2#組過濾器進(jìn)出水進(jìn)行取樣化驗(yàn)含油。

步驟5：視清洗效果，重復(fù)步驟2至步驟4過程。

步驟6：分別取1#組與2#組濾料及濾芯進(jìn)行對比。

3.3清洗效果分析

通過兩輪試驗(yàn)清洗，1#組清洗后雙濾出口平均含油比清洗前降低4.7mg/L，回收污油約48升。精濾出口平均含油比清洗前降低6.6mg/L，回收污油約96升。同時(shí)通過對洗出液進(jìn)行觀察，明顯可見洗出污油。對取出后濾料進(jìn)行對比，2#組未清洗濾料呈板結(jié)狀，塊狀濾料多，1#組清洗濾料呈分散狀，表面油污較未清洗組大量減少。

3.4經(jīng)濟(jì)分析

W2污水處理站濾料更換周期為1.5年，2臺雙濾料過濾器單次更換濾料費(fèi)用約為 22萬元，兩臺精細(xì)過濾器單次更換費(fèi)用約為33萬元。一套清洗裝置可以對應(yīng)4臺過濾器使用，清洗裝置造價(jià)約為9萬元。按清洗裝置延長4臺過濾器濾料使用0.5年。2年可以節(jié)約成本約8萬元，設(shè)備費(fèi)基本可以收回。

四、結(jié)論認(rèn)識

該套工藝及裝置運(yùn)行壓力低，清洗過程中可實(shí)現(xiàn)污油污水自動(dòng)分離，可長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，基本實(shí)現(xiàn)無人職守，人員定時(shí)巡檢及補(bǔ)充清洗藥劑即可，減輕了現(xiàn)場操作人員的工作強(qiáng)度，工藝流程及設(shè)備安全可靠性高，清洗效果好，同時(shí)也大大減少廢濾料的產(chǎn)生量和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中可能存在的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。

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