范文波

(鎮(zhèn)江奇美化工有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

0 概述

根據(jù)化工行業(yè)，醫(yī)藥行業(yè)，造紙行業(yè)以及塑料橡膠行業(yè)的生產(chǎn)和設(shè)備的使用狀況來(lái)看，固液分離設(shè)備有非常廣泛的應(yīng)用，常見(jiàn)的固液分離的原理有化學(xué)去除和物理去除兩種，而物理分離是指直接使用固液分離設(shè)備機(jī)械對(duì)含有固含量的液體進(jìn)行分離。兩種分離方法都會(huì)使用到分離設(shè)備，由于化學(xué)去除中形成的固體顆粒大小或液體含有一定的粘性，故分離效果由固液的物性決定，如果固液分離是一般的懸浮液或含有不溶性的沉淀物的分離則使用普通的分離設(shè)備即可，常見(jiàn)的有篩選機(jī)，帶式過(guò)濾器，袋式過(guò)濾器等，由于普通的分離設(shè)備存在廢氣外溢的環(huán)境問(wèn)題且勞動(dòng)效率低下自動(dòng)化程度不高等問(wèn)題，所以市面上有效解決該問(wèn)題的設(shè)備十分有限。白水過(guò)濾器作為一種的新型的分離設(shè)備，在使用場(chǎng)合惡劣，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具備固液分離效果好，自動(dòng)化程度高，能有效的解決VOC外溢和自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)。該設(shè)備在普通過(guò)濾器無(wú)法解決VOC的情況下成功引進(jìn)的，但在后續(xù)使用中遇到很多異常，通過(guò)不斷的改進(jìn)，使該設(shè)備成為十分理想的固液分離設(shè)備，可以在不同行業(yè)的固液分離場(chǎng)合推廣。

1 白水過(guò)濾器在橡膠廢水中的引入使用

1.1 橡膠廢水的工藝介紹

三元共聚體ABS橡膠乳液由PBL乳液，與丙烯腈AN和苯乙烯SM接枝反應(yīng)生成，后加入酸性物質(zhì)經(jīng)高溫后進(jìn)行凝結(jié)， 再破乳后，通過(guò)離心式脫水機(jī)進(jìn)行脫水，含有一定水分的固體顆粒進(jìn)入下一個(gè)工序進(jìn)行生產(chǎn)，而被離心甩出的廢水則流入廢水場(chǎng)。由于廢水中含有大量的微小固體顆粒（約3 500 mg/L）會(huì)在廢水場(chǎng)中大量聚集，如不立即處理會(huì)形成塊料造成后續(xù)處理的困難，加之含有的顆粒含有的COD，也增加了對(duì)廢水沖擊，只能在后續(xù)去除。同時(shí)微小顆粒的漏失也是對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)量收率的一種損失，所以如何對(duì)廢水中的細(xì)粉進(jìn)行回收使用就顯得很重要，自然很多人就會(huì)想到使用固液分離設(shè)備，但在連續(xù)進(jìn)料生產(chǎn)的工藝要求設(shè)備的穩(wěn)定性和過(guò)濾效率非常高，傳統(tǒng)的分離設(shè)備可能無(wú)法在靜止?fàn)顟B(tài)下有效分離，我們也曾嘗試使用過(guò)帶式過(guò)濾器，斜板過(guò)濾器，旋振篩等，均因過(guò)濾效率，環(huán)境因素，成本考慮等無(wú)法滿足而被放棄，直至后續(xù)我們引入白水過(guò)濾器，在使用過(guò)程中我們也曾遇到大量的問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)大量不斷的技改終于使該設(shè)備能滿足我們的生產(chǎn)所需。

1.2 白水過(guò)濾器的說(shuō)明

白水過(guò)濾器是款應(yīng)用在大流量，高靜密過(guò)濾濾網(wǎng)的離心式過(guò)濾器，可以在不區(qū)分比重的情況下將大于孔徑的顆粒進(jìn)行攔截濾除。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在密閉的環(huán)境中做到固液分離，可有效的解決分離過(guò)程的VOC逸散，見(jiàn)圖1。

圖1 白水過(guò)濾器工作原理圖

含有顆粒的廢水進(jìn)入設(shè)備后穿過(guò)進(jìn)水管然后通過(guò)數(shù)個(gè)內(nèi)部進(jìn)水管和噴嘴后流出，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)濾架可以使廢水加速通過(guò)濾網(wǎng)，被分離出的顆粒落在內(nèi)部表面并從收集管中流出，噴嘴流出的帶壓的廢水還有清洗濾網(wǎng)的功效。濾網(wǎng)的快速轉(zhuǎn)動(dòng)和進(jìn)水速度疊加能提高過(guò)濾效率。過(guò)濾器排出的一股水流為過(guò)濾后成為白排放。而另一股含有廢棄物的廢水為含有被分離顆粒濃縮水進(jìn)入回收系統(tǒng)。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是帶有動(dòng)能有效分離顆粒，是一種高效的自動(dòng)化較高的設(shè)備。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)加裝白水過(guò)濾器測(cè)試的實(shí)物圖

現(xiàn)場(chǎng)加裝白水過(guò)濾器測(cè)試的實(shí)物圖見(jiàn)圖2。

圖2 白水過(guò)濾器實(shí)物圖

2 白水過(guò)濾器在使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題與技改

2.1 測(cè)試樣機(jī)過(guò)濾面積不足，液體分布不均，進(jìn)水管頂部水壓不足

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際產(chǎn)生的廢水量，測(cè)試選用一臺(tái)12 m3/h的樣機(jī)白水過(guò)濾器，但在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)過(guò)濾效果不佳，濃縮水中含有大量的細(xì)粉。拆解后發(fā)現(xiàn)，樣機(jī)沒(méi)有充分利用進(jìn)水管的高度，待過(guò)濾水的從進(jìn)水管高度一半的地方散出，且頂部的水管出水呈噴泉狀，散落的水經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，造成實(shí)際有效的過(guò)濾面積非常小。

（技改一見(jiàn)圖3）充分利用水管高度，增加出水管，并將出水管由一字型的排列改為螺旋狀，為保證出水壓力和出水的均勻性，在出水管出口增加噴嘴并增設(shè)調(diào)壓裝置。改造后的水管分布及噴嘴和調(diào)壓裝置形式。

圖3 技改為螺旋狀排列，且增加調(diào)壓裝置

2.2 進(jìn)水管及噴嘴堵塞造成過(guò)濾效果不佳

在機(jī)械設(shè)備使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水壓力異常偏高，過(guò)濾的濃縮液中再次出現(xiàn)大量細(xì)粉，說(shuō)明過(guò)濾效果出現(xiàn)異常，拆解后發(fā)現(xiàn)水管和噴嘴被出現(xiàn)大量的塊料，造成出水不暢（見(jiàn)圖4）。

圖4 噴嘴堵塞

圖4在機(jī)械設(shè)備的進(jìn)水管入口處增設(shè)濾網(wǎng)攔截塊料，并加裝壓力偵測(cè)，可有效解決堵塞問(wèn)題。

2.3 白水過(guò)濾器頂端強(qiáng)度不足

由于白水過(guò)濾器的運(yùn)轉(zhuǎn)是由電機(jī)帶動(dòng)，而電機(jī)直接座落在白水過(guò)濾器的頂端，頂端僅為一層5 mm的鋼板，并無(wú)加強(qiáng)和電機(jī)支撐裝置，加上先前進(jìn)水管的增加和螺旋狀的布置，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的重心和平衡就明顯發(fā)生變化，當(dāng)進(jìn)水流量發(fā)生變化時(shí)，幾種因素疊加后造成軸運(yùn)行時(shí)的左右偏擺，加速軸承的快速磨損，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)造成頂部的異常振動(dòng)，并引起機(jī)械的振動(dòng)和噪音。

技改三見(jiàn)圖5，經(jīng)過(guò)內(nèi)部討論，在保持原有水管和噴嘴的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，自行在過(guò)濾器頂端加裝加強(qiáng)筋。經(jīng)過(guò)改造后頂端振動(dòng)明顯減少，從而有效減少軸的偏擺和軸承磨損，噪音也下降了。

圖5 頂端增設(shè)加強(qiáng)筋

2.4 內(nèi)部濾網(wǎng)鎖緊裝置銅材質(zhì)的腐蝕

該機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行了一個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，濃縮水流量明顯增加，且含有大量的細(xì)粉，說(shuō)明內(nèi)部機(jī)械部分一定出現(xiàn)了問(wèn)題，拆解后發(fā)現(xiàn)，濾網(wǎng)的銅制鎖緊螺栓已被腐蝕，導(dǎo)致過(guò)濾的濾網(wǎng)無(wú)法被壓緊，致使大量的待過(guò)濾水直接流出。

技改如圖6,由于該機(jī)械設(shè)備中的水為酸性，PH為2～3，且水溫高達(dá)60 ℃，查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，在高溫下的酸性條件下，金屬被腐蝕的速度可達(dá)到10倍，經(jīng)內(nèi)部討論后自行將鎖緊螺栓的材質(zhì)由銅改為316 L不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試后，近一年未發(fā)生螺栓腐蝕的現(xiàn)象，很好的保證了機(jī)械的設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖6 改變鎖緊螺絲的材質(zhì)

2.5 濾網(wǎng)的選擇和濾框的頻繁變形

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行一周后，發(fā)現(xiàn)待過(guò)濾水中濃縮水流量明顯增加，且含有大量的細(xì)粉，說(shuō)明內(nèi)部機(jī)械部分又出現(xiàn)了問(wèn)題，拆解后發(fā)現(xiàn)，原始配置的100 mesh濾網(wǎng)已經(jīng)破損，由于線徑較細(xì)，從酸性高溫條件下很容易想到是被腐蝕所致。解決對(duì)策一則增加濾網(wǎng)層數(shù)，二則選擇更密的濾網(wǎng)。

（1）過(guò)濾網(wǎng)目數(shù)定義

指的是每平方厘米du(cm2)絲網(wǎng)所具有的網(wǎng)孔數(shù)目。絲網(wǎng)產(chǎn)品規(guī)格中用以表達(dá)目數(shù)的單位是孔/厘米或線/厘米，詳見(jiàn)圖 7：濾網(wǎng)孔徑對(duì)應(yīng)一覽表。目數(shù)一般可以說(shuō)明絲網(wǎng)的絲與絲之間的密疏程度。目數(shù)越高絲網(wǎng)越密，網(wǎng)孔越小。反之，目數(shù)越低絲網(wǎng)越稀疏，網(wǎng)孔越大。

圖7 濾網(wǎng)孔徑對(duì)應(yīng)一覽表

（2）篩網(wǎng)測(cè)試過(guò)程（設(shè)備標(biāo)配為100 mesh）

根據(jù)實(shí)際細(xì)粉的粒徑，將濾網(wǎng)的目數(shù)由100 mesh改為200 mesh，考慮到濾網(wǎng)的線徑非常細(xì)，在高溫酸性的條件下會(huì)發(fā)生腐蝕，經(jīng)多次測(cè)試不同材料及支撐網(wǎng)的密度，最終確定：

雙面支撐網(wǎng)60目、不銹鋼316；中間網(wǎng)250目、不銹鋼316L，做成夾心餅干式三層濾網(wǎng)。使用周期可提高至3周。

（3）濾框材質(zhì)的變更

在三周后更換濾網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，標(biāo)配的濾框PE材質(zhì)拆下后有明顯的變形現(xiàn)象，且不能恢復(fù)，造成濾框無(wú)法壓平整，導(dǎo)致待過(guò)濾水大量外漏，使白水不白了。因?yàn)橐话愕乃芰祥L(zhǎng)期經(jīng)過(guò)高溫60°后易變形，同時(shí)會(huì)失去彈性，一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)漏粉現(xiàn)象。

技改五圖8：經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，選用耐高溫且更具彈性的TEFLON(204°）?？紤]成本因素，建議濾框反復(fù)使用，僅更換濾網(wǎng)即可。

圖8 改變?yōu)V框材質(zhì)

3 設(shè)備的投運(yùn)及維護(hù)

該設(shè)備自投運(yùn)后遇到的問(wèn)題被逐一解決后，運(yùn)行非常穩(wěn)定，由于流體在密閉的管路和設(shè)備中進(jìn)行過(guò)濾，沒(méi)有產(chǎn)生氣味外溢，且具有連續(xù)操作性，對(duì)廢水的過(guò)濾和細(xì)粉的回收起到了很好的作用。

同時(shí)由于篩網(wǎng)為三層結(jié)構(gòu)，中間層為250 mesh，一些粒徑在60～250 mesh的顆粒會(huì)夾在濾網(wǎng)中間，如果不能及時(shí)處理貨清理則會(huì)影響設(shè)備的過(guò)濾性能，所以如何及時(shí)將夾帶的顆粒去除就十分重要，常見(jiàn)的用母液回收水或純水進(jìn)行反沖洗，其中對(duì)水壓的要求比較高，一般控制在5 kg/cm2左右，這樣通過(guò)特殊噴嘴可以分布成霧狀有效的進(jìn)行沖洗！

4 總結(jié)

白水過(guò)濾器作為一種固液分離的設(shè)備，特別是對(duì)一些分離含有腐蝕或有毒性的固液，效果非常好，同時(shí)也適用于環(huán)境比較惡劣或不太適合人力操作的場(chǎng)所。對(duì)于設(shè)備的維護(hù)較為簡(jiǎn)單，除了需定期更換濾網(wǎng)后，其他的維護(hù)成本非常低。

當(dāng)然，白水過(guò)濾器長(zhǎng)期在高溫酸性條件下使用，進(jìn)水管，噴嘴，主軸的腐蝕也不容忽視，還有就是主軸的偏擺轉(zhuǎn)動(dòng)和軸承的磨損也需要值得關(guān)注。包括濾網(wǎng)框架是否可以改成包箍都是可以值得改進(jìn)！

總之，白水過(guò)濾器經(jīng)過(guò)幾年的使用和技改后是一款實(shí)用且有效的固液分離機(jī)械設(shè)備，值得在許多場(chǎng)合推廣。