梅木春 李洛洵 劉鵬飛 閆伯鴻 操龍安

（大慶石化公司煉油廠 黑龍江大慶 163714）

[內(nèi)容摘要] 通過采用縫隙式金屬過濾器和全自動砂濾器相結合作為循環(huán)水處理的旁濾系統(tǒng)，替代原來單一的重力無閥濾池，解決了循環(huán)水系統(tǒng)存在的處理能力小、出水濁度高、過濾設備反洗水量大等問題，保證了循環(huán)水系統(tǒng)的水質，在降低生產(chǎn)運行成本、節(jié)約能耗方面取得了顯著效益。

[關 鍵 詞] 循環(huán)水系統(tǒng) 縫隙式金屬過濾器 節(jié)能降耗

1.概述

　　在工業(yè)循環(huán)水處理中，循環(huán)水水質的好壞直接關系到裝置動力熱力設備安全運行，而旁濾系統(tǒng)是循環(huán)水處理至關重要的一部分。在石油化工企業(yè)中，一般旁濾系統(tǒng)采用的是重力無閥濾池。大慶石化公司煉油廠供水車間第五循環(huán)水場于1991年建成投產(chǎn)，設計處理能力R=6000 t /h，實際處理量為5100 t/h。 2003年，考慮到裝置擴建改造循環(huán)水水量的增加及水質要求的提高，原有的重力無閥濾池無法滿足生產(chǎn)需求。經(jīng)過調(diào)研和充分論證決定對原有的旁濾系統(tǒng)進行更新，循環(huán)水經(jīng)金屬過濾器處理后，再經(jīng)全自動砂濾器過濾，不僅滿足了循環(huán)水旁慮系統(tǒng)出水水質要求，而且降低了生產(chǎn)運行成本。
　　

2.循環(huán)水旁濾系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀及問題

　　原循環(huán)水旁濾系統(tǒng)采用的是重力無閥濾池，采用顆粒狀石英砂為濾料，利用虹吸原理設計的一種等流速快濾池，流速為6~10m/h。為了保證處理水量，系統(tǒng)采用兩個濾池并聯(lián)，處理量80t/h×2=160 t/h。通過長期運行觀察，存在以下三個方面的問題：
　　2.1無閥濾池反洗時，需要帶走大量的循環(huán)水，造成反洗自用水消耗量大。
　　2.2無閥濾池采用顆粒狀濾料石英砂進行過濾，其過濾精度受濾料粒徑限制，再者，顆粒狀石英砂易造成亂層及分布不均，嚴重時出現(xiàn)偏流而影響了出水水質，導致其出水濁度達不到要求（規(guī)范要求的循環(huán)水旁濾池出水濁度≤5 mg/l）。而且，大慶石化公司煉油廠有其特殊性，于1963年建廠，設備陳舊，裝置頻繁泄漏，造成循環(huán)水濁度、含油和COD嚴重超標，影響循環(huán)水水質，而且持續(xù)時間長，有的長達一個月之久。
　　 2.3受地理環(huán)境影響，我國北方地區(qū)冬季寒冷漫長，氣溫多在-30~-20℃左右，給無閥濾池的保溫提出了嚴格的條件。為了保證其正常運行，一直采用蒸汽伴熱。

3.縫隙式金屬過濾器的工作原理與工作過程

　　全自動縫隙式過濾器正常過濾是由濾元來完成的，廢水從進水管進入過濾器的下殼體后進入殼體的濾元過濾，在濾元中將懸浮物留后，將濾后水送往用戶或下道處理工序。
　　過濾器的反沖洗是由一套旋轉機構來完成的，旋轉機構的動作是由差壓傳感器及電腦來控制的。
　　濾元橫斷面為圓形或多邊形過濾柱,它是由V 形不銹鋼絲纏繞在不銹鋼骨架上焊制成的網(wǎng)筒,這種過濾網(wǎng)具有強度高,有效過濾面積大,易反沖洗,長期工作不糊網(wǎng),過濾精度高等特點。它的精度可以截留O.08mm 的固體顆粒,同時,截留V 過濾區(qū)的顆粒雜質易于在反洗時沖洗排除。它的強度可以承受由于反沖時沖洗壓力與正常工作壓力的交替變化所形成的交變應力與正常工作壓力的交替變化所形成的沖擊,因而可以保持長期自動運行工作。
　　縫隙式金屬過濾器的工作過程如下(如圖) :需要處理的水經(jīng)進口11 流入配水區(qū)I 配給每個濾元3 ,水經(jīng)濾元3 處理后流入過濾區(qū)Ⅱ,過濾后的水由出口4 流出。當濾元截留一定數(shù)量的雜質后,阻力的大小通過傳感器傳遞給電腦系統(tǒng),電腦系統(tǒng)有一套程序,這個程序能夠把從傳感器傳來的數(shù)據(jù)編譯整理,根據(jù)壓力大小把處理后的數(shù)據(jù)再傳遞出去,當阻力增加到程序中設定的值時,就發(fā)出啟動指令,使系統(tǒng)自動啟動傳動裝置1 ,反沖洗閥9 自動打開,傳動軸帶動反沖洗管6 旋轉,靠處理后的水與大氣的壓差對濾元逐個進行清洗,反沖洗排水經(jīng)排水管排出,由于自動反沖洗濾元內(nèi)外的壓差逐漸減小,傳感器這時又把已減小了的阻力數(shù)據(jù)傳遞給電腦,當阻力小到設定值時,則發(fā)出停機指令,反沖洗結束,反沖洗結束后,傳動機構1 自動停機,反洗閥9 自動關閉。同時,還設置了時間和受動程序。

4.優(yōu)化運行，節(jié)能降耗

　　4.1高效的懸浮物去除率
　　循環(huán)水經(jīng)縫隙式金屬過濾器處理后，再經(jīng)全自動砂濾器過濾排入塔池，基本達到了旁濾出水濁度≤5 mg/L。由表一可以看出濁度合格率在2003年11月后有了一定的提高，從2003年5月到2003年10月，合格率平均值90.8% ，2003年11月到2004年4月，合格率平均值95.8%，提升了5個百分點。

表一： 單位mg/L

注：更新后的旁濾系統(tǒng)在2003年11月正式投用。濁度控制指標≤ 30 mg/L。

　　4.2減少反沖洗用水量，降低排污量
　　 重力無閥濾池在反洗時，虹吸流量為進水流量的6倍，按進水流量80 t/h，24小時反洗一次，一次5分鐘計算，平均每小時反洗排水（80×2×6）/（12×24）=3.33 t。在水質惡劣時期，為了保證水質，有時24小時強制反洗達2次，平均每小時反洗排水3.33×2=6.66 t，造成水量的極大浪費。而采用金屬過濾器和全自動砂濾器后，金屬過濾器的反洗水量不大于過濾水量的0.3~0.5%，按24小時反洗一次計算，平均每小時反洗排水200×0.5%= 1t。而全自動砂濾器在反洗過程中，反洗水自給，反洗時進水不會流失，按24小時反洗一次計算，平均每小時反洗排水（80×2）/（12×24）=0.56t。旁濾系統(tǒng)反洗平均每小時反洗排水1+0.56=1.56 t。全年可節(jié)約水量（3.33-1.56）×24×365=15505.2t，1t污水處理費按4.5元計算，全年可節(jié)約排污費15505.2×4.5=69773.4元。
　　 4.3不需要保溫，降低了能耗
　　 重力無閥濾池在使用過程中，需要防凍。北方冬季漫長，從頭年10月份到第二年4月份，無閥濾池一直采用蒸汽伴熱。而縫隙式金屬過濾器和全自動砂濾器具備依靠自身過濾水防凍功能的結構設計，每年可以節(jié)省一筆可觀的伴熱費用。
　　 4.4不需要更換濾芯
　　 重力無閥濾池的濾料石英砂在使用過程中容易板結，為了保證其處理效果，需要定期清洗，嚴重的必須更換。由于裝置換熱器頻繁泄漏，濾料2年需要更換一次。而金屬過濾器則不同，濾芯被污染后，可以隨時單獨拆卸，進行人工檢查或清洗，恢復其過濾性能。濾芯5-10年不需要更換，每年可節(jié)約材料費和人工費約3萬元。
　　 4.5自動化程度強
　　 濾池控制系統(tǒng)采用PLC一體化統(tǒng)一控制方式?？刂品绞綖椤皦翰?時間”自動控制及手動控制（由切換開關選擇）?！皦翰睢笨刂品绞綖椋寒斶^濾器過濾時隨過濾層阻力增加，壓差達到1.5米水柱時，控制器控制輸出，關閉進水電動閥，同時緩開排水閥，沖洗5分鐘，關閉排水閥，開進水閥，進行下一周期過濾?！皶r間” 控制方式為：當過濾器過濾時間達到設定值時，控制器控制輸出，關閉進水電動閥，同時緩開排水閥，沖洗5分鐘，關閉排水閥，開進水閥，進行下一周期過濾。

5.結論

　　縫隙式金屬過濾器以其高速過濾、處理水量大、全自動、占地面積小等特點在工業(yè)水處理中取得了理想的處理效果，如果它能與全自動砂濾器配合起來使用，效果更加明顯。應用實踐表明, 兩者結合起來不僅在冶金、石油化工、電力等水處理技術領域有著廣闊的應用前景,而且在紡織、輕工、食品、市政等行業(yè)的固液分離濃縮、凈化等工藝過程中,也具有廣泛的應用市場，在以后應該成為一種發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]周本省 工業(yè)水處理技術 化學工業(yè)出版社
[2]金 熙 項成林 齊冬子 工業(yè)水處理技術問題及常用數(shù)據(jù) 化學工業(yè)出版社
[3]祁魯梁 李永存 李本高 水處理工藝與運行管理實用手冊 中國石化出版社

[作者簡介]梅木春，黑龍江省大慶市龍鳳區(qū)大慶石化公司煉油廠供水車間，郵編163714，
電話0459—6757224，Email:meimuchun@163.com