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(dòng)砂濾器相結(jié)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(shè)備反洗水量大等問題，保證了循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)，在降低生產(chǎn)運(yùn)行成本、節(jié)約能耗方面取得了顯著效益。

[關(guān) 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(zhì)的好壞直接關(guān)系到裝置動(dòng)力熱力設(shè)備安全運(yùn)行，而旁濾系統(tǒng)是循環(huán)水處理至關(guān)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(chǎng)于1991年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)處理能力R=6000 t /h，實(shí)際處理量為5100 t/h。 2003年，考慮到裝置擴(kuò)建改造循環(huán)水水量的增加及水質(zhì)要求的提高，原有的重力無閥濾池?zé)o法滿足生產(chǎn)需求。經(jīng)過調(diào)研和充分論證決定對(duì)原有的旁濾系統(tǒng)進(jìn)行更新，循環(huán)水經(jīng)金屬過濾器處理后，再經(jīng)全自動(dòng)砂濾器過濾，不僅滿足了循環(huán)水旁慮系統(tǒng)出水水質(zhì)要求，而且降低了生產(chǎn)運(yùn)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(shè)計(jì)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(gè)濾池并聯(lián)，處理量80t/h×2=160 t/h。通過長(zhǎng)期運(yùn)行觀察，存在以下三個(gè)方面的問題：
　　2.1無閥濾池反洗時(shí)，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(jìn)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(yán)重時(shí)出現(xiàn)偏流而影響了出水水質(zhì)，導(dǎo)致其出水濁度達(dá)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(shè)備陳舊，裝置頻繁泄漏，造成循環(huán)水濁度、含油和COD嚴(yán)重超標(biāo)，影響循環(huán)水水質(zhì)，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有的長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月之久。
　　 2.3受地理環(huán)境影響，我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷漫長(zhǎng)，氣溫多在-30~-20℃左右，給無閥濾池的保溫提出了嚴(yán)格的條件。為了保證其正常運(yùn)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(dòng)縫隙式過濾器正常過濾是由濾元來完成的，廢水從進(jìn)水管進(jìn)入過濾器的下殼體后進(jìn)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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來完成的，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)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(qiáng)度高,有效過濾面積大,易反沖洗,長(zhǎng)期工作不糊網(wǎng),過濾精度高等特點(diǎn)。它的精度可以截留O.08mm 的固體顆粒,同時(shí),截留V 過濾區(qū)的顆粒雜質(zhì)易于在反洗時(shí)沖洗排除。它的強(qiáng)度可以承受由于反沖時(shí)沖洗壓力與正常工作壓力的交替變化所形成的交變應(yīng)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(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)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(jìn)口11 流入配水區(qū)I 配給每個(gè)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(dāng)濾元截留一定數(shù)量的雜質(zhì)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(gè)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(dāng)阻力增加到程序中設(shè)定的值時(shí),就發(fā)出啟動(dòng)指令,使系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)傳動(dòng)裝置1 ,反沖洗閥9 自動(dòng)打開,傳動(dòng)軸帶動(dòng)反沖洗管6 旋轉(zhuǎn),靠處理后的水與大氣的壓差對(duì)濾元逐個(gè)進(jìn)行清洗,反沖洗排水經(jīng)排水管排出,由于自動(dòng)反沖洗濾元內(nèi)外的壓差逐漸減小,傳感器這時(shí)又把已減小了的阻力數(shù)據(jù)傳遞給電腦,當(dāng)阻力小到設(shè)定值時(shí),則發(fā)出停機(jī)指令,反沖洗結(jié)束,反沖洗結(jié)束后,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1 自動(dòng)停機(jī),反洗閥9 自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí),還設(shè)置了時(shí)間和受動(dòng)程序。

4.優(yōu)化運(yùn)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(dòng)砂濾器過濾排入塔池，基本達(dá)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(gè)百分點(diǎn)。

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(biāo)≤ 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(shí)，虹吸流量為進(jìn)水流量的6倍，按進(jìn)水流量80 t/h，24小時(shí)反洗一次，一次5分鐘計(jì)算，平均每小時(shí)反洗排水（80×2×6）/（12×24）=3.33 t。在水質(zhì)惡劣時(shí)期，為了保證水質(zhì)，有時(shí)24小時(shí)強(qiáng)制反洗達(dá)2次，平均每小時(shí)反洗排水3.33×2=6.66 t，造成水量的極大浪費(fèi)。而采用金屬過濾器和全自動(dòng)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(shí)反洗一次計(jì)算，平均每小時(shí)反洗排水200×0.5%= 1t。而全自動(dòng)砂濾器在反洗過程中，反洗水自給，反洗時(shí)進(jìn)水不會(huì)流失，按24小時(shí)反洗一次計(jì)算，平均每小時(shí)反洗排水（80×2）/（12×24）=0.56t。旁濾系統(tǒng)反洗平均每小時(shí)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(fèi)按4.5元計(jì)算，全年可節(jié)約排污費(fèi)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(zhǎng)，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(dòng)砂濾器具備依靠自身過濾水防凍功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每年可以節(jié)省一筆可觀的伴熱費(fèi)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(jié)，為了保證其處理效果，需要定期清洗，嚴(yán)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(shí)單獨(dú)拆卸，進(jìn)行人工檢查或清洗，恢復(fù)其過濾性能。濾芯5-10年不需要更換，每年可節(jié)約材料費(fèi)和人工費(fèi)約3萬元。
　　 4.5自動(dòng)化程度強(qiáng)
　　 濾池控制系統(tǒng)采用PLC一體化統(tǒng)一控制方式。控制方式為“壓差/時(shí)間”自動(dòng)控制及手動(dòng)控制（由切換開關(guān)選擇）。“壓差”控制方式為：當(dāng)過濾器過濾時(shí)隨過濾層阻力增加，壓差達(dá)到1.5米水柱時(shí)，控制器控制輸出，關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥，同時(shí)緩開排水閥，沖洗5分鐘，關(guān)閉排水閥，開進(jìn)水閥，進(jìn)行下一周期過濾。“時(shí)間” 控制方式為：當(dāng)過濾器過濾時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器控制輸出，關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥，同時(shí)緩開排水閥，沖洗5分鐘，關(guān)閉排水閥，開進(jìn)水閥，進(jìn)行下一周期過濾。

5.結(jié)論

　　縫隙式金屬過濾器以其高速過濾、處理水量大、全自動(dòng)、占地面積小等特點(diǎn)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(dòng)砂濾器配合起來使用，效果更加明顯。應(yīng)用實(shí)踐表明, 兩者結(jié)合起來不僅在冶金、石油化工、電力等水處理技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)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(yīng)用市場(chǎng)，在以后應(yīng)該成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

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[作者簡(jiǎn)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，
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