循環(huán)水預處理技術(shù)的研究與應用

河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2015年第32卷循環(huán)水預處理技術(shù)的研究與應用馬慧明,劉亞龍,谷超楨,孫振濤,崔姜姜(中原油田分公司天然氣處理廠(chǎng),河南濮陽(yáng)457162)摘要:為了解決循環(huán)水旁濾系統出水水質(zhì)不達標的問(wèn)題,分析了循環(huán)水旁濾系統的特點(diǎn)和循環(huán)水旁濾出水超標的原因,研究了高效纖維球過(guò)濾器、雙濾料過(guò)濾器和流砂過(guò)濾器的工作特性,優(yōu)選岀提高循環(huán)水旁濾系統岀水水質(zhì)的處理方案和流砂過(guò)濾器反洗水的處理方案,并在現場(chǎng)加以實(shí)施,實(shí)施后循環(huán)水旁濾系統出水合格,保證了循環(huán)水系統的平穩運行。關(guān)鍵詞:循環(huán)水;預處理;旁濾中圖分類(lèi)號:TQ085文獻標識碼:B文章編號:1003-3467(2015)05-0036-04循環(huán)水場(chǎng)的作用是為裝置提供達標的循環(huán)冷卻纖維球,該濾料具有質(zhì)輕、柔軟、耐腐蝕的特點(diǎn)。在水。在夏季,懸浮物爆發(fā)時(shí),循環(huán)水場(chǎng)易岀現水質(zhì)不過(guò)濾的時(shí)候,污水從過(guò)濾器頂部進(jìn)人,經(jīng)過(guò)布水裝置達標的問(wèn)題。均勻布水進(jìn)入濾料層,由于水從上部進(jìn)入,受工作壓循環(huán)水的凈化主要是通過(guò)循環(huán)水旁濾水處理系力、上層截留物和濾料自重的影響,形成上疏下密的統實(shí)現,循環(huán)水旁濾水處理系統采用多個(gè)高效懸掛理想濾層分布,纖維球以其極大的比表面積和空隙擠壓纖維過(guò)濾器并聯(lián)處理循環(huán)水。該過(guò)濾器是屬于率吸附并截留水中的懸浮物,并使得大的懸浮物在深層床式纖維過(guò)濾器,其進(jìn)入過(guò)濾器的水質(zhì)要求懸上部截留,細小的懸浮物主要截留在濾料底部,充分浮物含量<15mg/L、懸浮物顆粒粒徑>1μm,處理發(fā)揮了濾料的深層截污能力。高效纖維球過(guò)濾器頂后水質(zhì)懸浮物含量能低于1.5mg/L。在循環(huán)水懸部安裝有機械式攪拌機,在水反洗時(shí),攪拌機輔助攪浮物爆發(fā)時(shí),懸浮物含量超過(guò)15mgL,過(guò)濾器無(wú)法拌,這樣提高了反洗效果,同時(shí)節省反洗用水量。有效脫除過(guò)多的懸浮物,造成過(guò)濾后的水不達標的1.1.2設計參數情況。選用高效纖維球過(guò)濾器,其運行參數如下:處理為了解決這一問(wèn)題,需要確定一套循環(huán)水預過(guò)量,160m3/h;反洗水量,8.5L/m2.s;進(jìn)水水質(zhì),懸濾處理系統,使進(jìn)人纖維過(guò)濾器的進(jìn)水懸浮物含量浮物(SS)≤100mg/L;出水水質(zhì),懸浮物(S)≤10穩定在15mg/L以下,確保旁濾水水質(zhì)達標。mg/L;設計溫度≤80℃;設計壓力,0.6MPa;過(guò)濾預處理工藝研究速度,30m/h;反洗時(shí)間,15~30min;反洗周期,(1~7)×24h可調;壓力損失,0.15MPa根據循環(huán)水場(chǎng)旁濾水水量和水質(zhì)情況,在原有1.1.3自控系統的纖維過(guò)濾器前增設粗濾預處理流程,以適應旁濾本方案為高效纖維球過(guò)濾器,共14臺,采用水質(zhì)惡化導致的懸浮物超過(guò)15mg/L的工況。個(gè)PC控制器,互不干擾。整個(gè)運行過(guò)程中過(guò)濾和1.1采用高效纖維球過(guò)濾器作為預處理過(guò)濾器反洗分為手動(dòng)和全自動(dòng)控制兩種方式(方案一)手動(dòng)控制:旋轉雙向開(kāi)關(guān)至手動(dòng)位置,可依次開(kāi)1.1.1高效纖維球過(guò)濾器原理啟中國煤化工動(dòng)作,時(shí)間15-30mimn高效纖維球過(guò)濾器具有濾速高、出水水質(zhì)穩定反洲CNMHG先停、過(guò)濾開(kāi),恢復正常的特點(diǎn)。其濾料是直徑為2.5cm左右的長(cháng)絲滌綸過(guò)濾。收稿日期:2015-03-01作者簡(jiǎn)介:馬慧明(1972-),男,工程師,從事天然氣處理與凈化工作,電話(huà):18282232397。第5期馬慧明等:循環(huán)水預處理技術(shù)的研究與應用·37自動(dòng)控制:旋轉雙向開(kāi)關(guān)到自動(dòng)狀態(tài)即開(kāi)始自手動(dòng)和全自動(dòng)控制兩種方式。手動(dòng)控制:旋轉雙向動(dòng)過(guò)濾和反沖洗過(guò)程。自動(dòng)控制由工業(yè)PC來(lái)控開(kāi)關(guān)至手動(dòng)位置,可依次開(kāi)啟過(guò)濾停、反洗開(kāi)始、歷制完成。自動(dòng)控制有三種參數控制方式:一是壓差時(shí)5~10min后反洗后,依次關(guān)閉反洗、過(guò)濾開(kāi),恢控制;二是時(shí)間控制;三是重復反洗。這三種控制方復正常過(guò)濾狀態(tài)。自動(dòng)控制:自動(dòng)控制由工業(yè)PLC式在PLC上依次優(yōu)先順序為:壓差、時(shí)間、重復。來(lái)完成,旋轉雙向開(kāi)關(guān)到自動(dòng)狀態(tài)即開(kāi)始自動(dòng)過(guò)濾壓差控制首選反洗控制方式,每個(gè)過(guò)濾器上裝和反沖洗過(guò)程。自動(dòng)控制有三種參數控制方式:有差壓計,并與PLC控制器相連,當某個(gè)過(guò)濾器過(guò)是壓差控制;二是時(shí)間控制;三是重復反洗。這三種濾壓差值達到0.86MPa時(shí),程序會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)對某個(gè)控制方式在PC上依次優(yōu)先順序為:壓差、時(shí)間、重過(guò)濾器進(jìn)行反洗,反洗過(guò)程依次是過(guò)濾停、反洗開(kāi)、復。攪拌機開(kāi)、反洗停、攪拌機停、過(guò)濾開(kāi)的程序對過(guò)濾壓差控制為首選反洗的控制方式,每個(gè)過(guò)濾器器進(jìn)行反洗和過(guò)濾操作上裝有差壓計,并與PC控制器相連,當某個(gè)過(guò)濾時(shí)間控制為第二反洗控制方式,它是差壓控制器過(guò)濾壓差值達到1.0MPa時(shí),程序會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)對方式的補充,反洗周期在PC上(1~7)×24h可某個(gè)過(guò)濾器的反洗,反洗步驟依次是過(guò)濾停、反洗調,反洗時(shí)間10~30min內可調,準確的反洗周期開(kāi)、反洗、反洗停、過(guò)濾開(kāi)始,依這個(gè)過(guò)程對過(guò)濾器進(jìn)和反洗時(shí)間的確定與介質(zhì)和運行工況有關(guān)系。反洗行反洗和過(guò)濾操作。過(guò)程與差壓控制方式相同時(shí)間控制為第二反洗控制方式,反洗周期在重復反洗:當反洗結束后,某個(gè)過(guò)濾器壓差仍大PLC上(1~7)×24h可調,反洗時(shí)間在5~10min于0.86MPa時(shí),程序會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)重復反洗程序對該內可調,準確的反洗周期和反洗時(shí)間的確定與介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行反洗,反洗過(guò)程與時(shí)間控制方式相同。和運行工況有關(guān)系,反洗程序與壓差控制相同。1.2用雙濾料過(guò)濾器作預處理過(guò)濾器(方案二)重復反洗:當反洗結束后,某個(gè)過(guò)濾器的壓差仍1.2.1雙濾料過(guò)濾器原理大于1.0MPa時(shí),程序會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)重復反洗的程序雙濾料過(guò)濾采用深層床過(guò)濾方式,污水由上向并對該過(guò)濾器進(jìn)行反洗,反洗過(guò)程與時(shí)間控制方式下流經(jīng)濾床時(shí),由于石英砂粒徑較大,懸浮物可以較相同。深地穿透濾床,中部磁鐵礦濾床粒徑較小,濾料顆粒1.3采用流砂過(guò)濾器作為預處理過(guò)濾器(方案三)間空隙較小,吸附面積大,吸附和截留懸浮物微細顆1.3.1流砂過(guò)濾器原理粒能力進(jìn)一步加強,這樣就形成一個(gè)理想的由上到高效流砂過(guò)濾器的運行可分為污水過(guò)濾和濾料下、顆粒由大到小逐級被吸附和截留的深層床過(guò)濾清洗再生兩個(gè)相對獨立又同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。二者在模式。反洗時(shí)石英砂和磁鐵礦的密度差達1900~同一過(guò)濾器的不同位置完成,前者動(dòng)力依靠高位差2100kg/m3,所以沖洗后的濾床仍能保持原始分層或泵的提升,而后者則通過(guò)壓縮空氣完成的。狀態(tài),產(chǎn)生的混雜層較薄(<0.05m)。濾速最大可污水過(guò)濾:如圖1所示,當污水由高位槽自流或到15m/h。充分考慮旁濾水中懸浮物含量因素,采提升泵泵入過(guò)濾器底部的配水環(huán),經(jīng)導流槽和錐形用了磁鐵礦濾料和石英砂雙層濾料,并對濾料粒徑分配器均勻向上逐漸逆流經(jīng)過(guò)濾床,污水中的雜質(zhì)和級配進(jìn)行調整,完全可以保證其預過(guò)濾效果被不斷截留吸附,最終濾液從過(guò)濾器頂部的溢堰流1.2.2設計參數排放,完成過(guò)濾過(guò)程。選用3000雙濾料過(guò)濾器,設計運行參數如下濾料清洗和再生:當過(guò)濾不斷進(jìn)行時(shí),原水中的處理量,100m/h;反洗水量,15L/m2.s;進(jìn)水水質(zhì),雜質(zhì)也不斷地被累積和截留在濾料表面,底部的濾SS≤50mg/L;出水水質(zhì),Ss10mg/L;設計溫度,≤料截留雜質(zhì)量昂多設在討濾器底部的壓縮空氣提80℃;設計壓力,0.6MPa;過(guò)濾速度,15m/h;反洗砂中國煤化工殊材質(zhì)的洗砂管提送時(shí)間,5~10min;反洗周期,(1~7)×24h可調;壓至CNMHG和砂)分離器中,空氣力損失,≤0.10MPa。排放、水和砂再進(jìn)入相連的洗砂器中清洗,反洗水通1.2.3自控系統過(guò)設備排污管排出,匯總后排入反洗水處理系統方案為雙濾料過(guò)濾器21臺,采用一個(gè)PC控洗干凈的砂又重新散落到整個(gè)濾床表面,實(shí)現了濾制器,互不干擾。整個(gè)運行過(guò)程即過(guò)濾和反洗分為料的清洗和循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程。河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2015年第32卷提砂管70m3/h;流速10m/h;濾料粒徑選用:0.8~1.2mm海砂;進(jìn)水懸浮物(S)≤30mg/L;出水懸浮物(SS)三相分離器≤5mg/L。壓縮空氣運行參數:Q=140L/min,p0.5MPa;反沖洗水量為過(guò)濾水量的2%~5%,即每過(guò)濾后的水→洗砂器臺罐運行時(shí)1.4~3.5m3h反洗水1.3.3自控系統方案只有控制按鈕面板、氣源分配箱和壓力報過(guò)濾床警開(kāi)關(guān),沒(méi)有其它自動(dòng)控制裝置1.4過(guò)濾方案優(yōu)選污水分布器種過(guò)濾器都能基本滿(mǎn)足旁濾水預處理工藝需要,但各有優(yōu)缺點(diǎn)。根據循環(huán)水場(chǎng)旁濾水水質(zhì)的實(shí)-污水際情況,懸浮物爆發(fā)時(shí),黏泥較多,因為方案一的纖導流錐維球過(guò)濾器反洗黏泥分離困難,排除了方案一;同提砂泵時(shí),因為方案二的雙濾料過(guò)濾器不能連續運行,反沖集砂段洗時(shí)有亂層的問(wèn)題發(fā)生,也被排除,綜合考慮最終選擇方案三采用流砂過(guò)濾器作為預處理過(guò)濾器?？諝馊肟?工藝流程確定圖1流砂過(guò)濾器示意圖設備特點(diǎn):①連續運行,無(wú)需停機反沖洗;②系反洗水處理工藝流程如圖2所示,流砂過(guò)濾器統結構簡(jiǎn)單、安裝方便;③可實(shí)現無(wú)人操作;④使用反洗水回收進(jìn)入污泥濃縮池,經(jīng)過(guò)初級沉降后,上清壽命長(cháng);⑤無(wú)反沖洗設備,能耗低;⑥均質(zhì)濾料,過(guò)濾液進(jìn)入上清池后,用反洗水回收水泵提升進(jìn)入混合效果穩定。罐,在混合罐中進(jìn)行加藥反應后,出水進(jìn)人壓力沉降1.3.2設備工藝參數罐,沉降罐岀水進(jìn)入流砂過(guò)濾器進(jìn)水總管后進(jìn)行再選用3.0m流砂過(guò)濾器,其運行參數如下:流量次過(guò)濾,然后回收進(jìn)入循環(huán)水系統。加藥裝置旁濾來(lái)水過(guò)濾后的水返洗水混合罐壓力沉降罐電動(dòng)調節閥流砂過(guò)濾立式液下泵上清液池污泥濃縮池污泥濃縮池污泥池污水處理廠(chǎng)污泥泵電磁流量計中國煤化工圖2反沖洗水處理流CNMHG包括兩部分,一部分是由流砂過(guò)濾器緩沖罐和提升3現場(chǎng)應用泵組成流砂過(guò)濾系統,主要作用是使旁濾水經(jīng)過(guò)預如圖3所示,新建的循環(huán)水旁濾水預處理系統處理后能滿(mǎn)足原有纖維過(guò)濾器進(jìn)水水質(zhì)要求;另第5期馬慧明等:循環(huán)水預處理技術(shù)的研究與應用部分是由污泥濃縮池、污泥池、污泥泵、上清液池、上水處理系統,主要作用是進(jìn)一步處理反洗水中雜質(zhì),清液泵、加藥裝置、混合罐和壓力沉降罐組成的反洗防止污水對環(huán)境造成二次污染。涼水塔收集池原有纖維過(guò)濾器電磁流量計緩沖罐提升泵加藥裝旁濾來(lái)水混合罐壓力沉降罐流砂過(guò)濾器電動(dòng)調節閥立式液下泵污泥濃縮池上清液丫污泥濃縮池污水處理廠(chǎng)污泥泵電磁流量計圖3旁濾水預處理工藝流程示意圖3.1工藝參數選取間作為控制參數,并可調。流量、壓差、壓力報警等反洗回水的懸浮物含量一般來(lái)說(shuō)比較高,在沒(méi)信號均傳入值班室,工業(yè)計算機顯示和打印。其生有化驗數據的情況下,在考慮該方案時(shí)只能依據經(jīng)產(chǎn)數據匯總進(jìn)入中控室。驗值選取。反洗回水設計參數:總懸浮物(TS9),500m4結論L;反洗上清液,總懸浮物(TSS),80mg/L;PAC投藥流砂過(guò)濾配套技術(shù)在循環(huán)水場(chǎng)旁濾系統的應濃度,10~-15mg/L;PAM投藥濃度,1-1.5mg/L;用,解決了循環(huán)水場(chǎng)旁濾系統在懸浮物爆發(fā)時(shí)出水混合罐反應時(shí)間,10min;沉降罐設計參數:進(jìn)水懸不達標的問(wèn)題保證了循環(huán)水場(chǎng)旁濾的正常運行。浮物的含量,≤100mg/L;出水懸浮物的含量,≤20減緩了換熱設備的臟堵、結垢和腐蝕的問(wèn)題。流砂過(guò)濾配套技術(shù)具有可連續運行,無(wú)需停機清洗,處理3.2反洗水處理系統控制效率高,操作簡(jiǎn)單,易維護管理,運行費用低和占地壓力式沉降罐排污為自動(dòng)排污,PC控制,以時(shí)面積小等優(yōu)點(diǎn)。中國煤化工CNMHG