孫友文，張東旭，陳 強(qiáng)

(兗礦新疆煤化工有限公司，烏魯木齊 830000)

1 技改背景

兗礦新疆煤化工有限公司標(biāo)準(zhǔn)醇氨聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，其污水處理工段循環(huán)水崗位主要為生產(chǎn)用戶一循工段(供給空分、熱電、氣化)和二循工段(供給甲醇、氣化、尿素)提供合格的工藝?yán)鋮s用水。一循、二循工段循環(huán)水經(jīng)過泵加壓后作為冷卻水送往各生產(chǎn)工序，經(jīng)過換熱后的循環(huán)水返回污水崗位處理，通過涼水塔與空氣逆流直接接觸換熱降溫后[1]進(jìn)入集水池，收集后重回循環(huán)水系統(tǒng)使用。其中，體積分?jǐn)?shù)為3%～5%的循環(huán)回水進(jìn)入循環(huán)水過濾器以降低循環(huán)水濁度，減少循環(huán)水系統(tǒng)排污水量。

由于循環(huán)水處理采用敞開式設(shè)計(jì)，且新疆地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，降水少、溫差大、空氣干燥，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)濁度高、含泥沙量大，其影響如下：

(1)長(zhǎng)期過濾高濁度來水,導(dǎo)致填料板結(jié)，循環(huán)水過濾器使用周期變短。

(2)過濾器濾料反洗不徹底，其截污能力下降，出水濁度高，導(dǎo)致一循、二循工段中各換熱器管束存在黏泥聚集、結(jié)垢嚴(yán)重現(xiàn)象(見圖1)，影響換熱效果[2]。

(a)堵塞閥門

(3)增加反洗次數(shù)，反洗水量增大，造成成本增加。

(4)循環(huán)水排污量增大，導(dǎo)致污水處理負(fù)荷增大。

2 技改目標(biāo)

2.1 循環(huán)水過濾器作用

從集水池引出循環(huán)水系統(tǒng)中的部分回水，去除循環(huán)水中的懸浮顆粒等雜質(zhì)，降低循環(huán)水濁度，過濾凈化后的循環(huán)水重新返回系統(tǒng)。循環(huán)水過濾器單臺(tái)設(shè)計(jì)處理水量為210 m3/h，循環(huán)水過濾器進(jìn)水濁度≤20 NTU、出水濁度≤5 NTU[3-4]。

2.2 工藝狀況

技改前，循環(huán)水回水進(jìn)過濾器時(shí)，其濁度約為60 NTU，最高可達(dá)100 NTU，處理后的循環(huán)水回水濁度不達(dá)標(biāo)。

2.3 改造目標(biāo)

要求單臺(tái)循環(huán)水過濾器處理水量為210 m3/h，按循環(huán)水回水進(jìn)過濾器的濁度≤60 NTU、出水濁度≤5 NTU進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。

3 技改內(nèi)容

(1)摘除循環(huán)水過濾器底部布水器，在布水器原位置設(shè)置圓形鋼板鑲嵌水帽，讓反洗水更均勻地通過整個(gè)過濾層。改造材料清單見表1。

表1 材料清單

(2)將原反洗水進(jìn)水管由側(cè)面進(jìn)水改為過濾器底部進(jìn)水，反洗進(jìn)水改為從底部經(jīng)由鋼板水帽分流，以保證反洗水水流在過濾器中均勻分布，濾料全方位利用與清洗，大幅改善過濾效果，全面徹底進(jìn)行反洗。

(3)反洗水進(jìn)水處新增1條空氣反吹管線，在反洗時(shí)吹入空氣，產(chǎn)生氣液混擊破碎板結(jié)，進(jìn)而活化濾料的過濾作用。

(4)預(yù)制多孔鋼板(鋼板厚度為16 mm)，每個(gè)多孔鋼板安裝200個(gè)不銹鋼水帽，將多孔鋼板焊接于過濾器原布水器位置，形成隔層。在過濾器弧形底端側(cè)面開出直徑為φ600 mm的圓形人孔，便于檢查維修。循環(huán)水過濾器改造前后示例見圖2和圖3。

(a)循環(huán)水過濾器內(nèi)部布水器分布圖

(a)過濾器內(nèi)部水帽分布圖

4 改造措施

2021年8月，先對(duì)其中一臺(tái)過濾器進(jìn)行改造，其他過濾器仍照常運(yùn)行。采集分析過濾器近2個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，認(rèn)定其完全達(dá)到預(yù)期效果。于是在10月下旬完成全部過濾器的改造。循環(huán)水濁度完全達(dá)到了改造目標(biāo)出水濁度≤5 NTU的要求。

5 效益分析

按照目前工況計(jì)算，共有8臺(tái)循環(huán)水過濾器。優(yōu)化前，每天必須反洗4臺(tái)過濾器，消耗一次水(反洗水)體積流量為500 m3/d，按一次水價(jià)格為4.856元/m3計(jì)算，則每年(330 d)反洗消耗一次水費(fèi)用為801 240元。

優(yōu)化后,3 d需反洗2臺(tái)過濾器，則每次消耗一次水(反洗水)體積流量為250 m3。優(yōu)化后，每年反洗消耗一次水費(fèi)用為133 540元，每年可節(jié)省一次水費(fèi)用為667 700元。

6 總結(jié)

通過改造循環(huán)水過濾器，使出水濁度符合設(shè)計(jì)要求(≤5 NTU)，改善了循環(huán)水的水質(zhì)；減少了反洗水的用量，符合企業(yè)降本增效的要求。尤其新疆地區(qū)水資源匱乏，企業(yè)如何更好地節(jié)水是永恒的主題，也是每位化工人的職業(yè)要求。