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(biāo),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(biāo)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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(dāng),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)。