河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2015年第32卷循環(huán)水預(yù)處理技術(shù)的研究與應(yīng)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,河南濮陽457162)摘要:為了解決循環(huán)水旁濾系統(tǒng)出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題,分析了循環(huán)水旁濾系統(tǒng)的特點(diǎn)和循環(huán)水旁濾出水超標(biāo)的原因,研究了高效纖維球過濾器、雙濾料過濾器和流砂過濾器的工作特性,優(yōu)選岀提高循環(huán)水旁濾系統(tǒng)岀水水質(zhì)的處理方案和流砂過濾器反洗水的處理方案,并在現(xiàn)場加以實(shí)施,實(shí)施后循環(huán)水旁濾系統(tǒng)出水合格,保證了循環(huán)水系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。關(guān)鍵詞:循環(huán)水;預(yù)處理;旁濾中圖分類號:TQ085文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1003-3467(2015)05-0036-04循環(huán)水場的作用是為裝置提供達(dá)標(biāo)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)水場易岀現(xiàn)水質(zhì)不過濾的時(shí)候,污水從過濾器頂部進(jìn)人,經(jīng)過布水裝置達(dá)標(biāo)的問題。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(tǒng)實(shí)現(xiàn),循環(huán)水旁濾水處理系統(tǒng)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濾器并聯(lián)處理循環(huán)水。該過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濾器,其進(jìn)入過濾器的水質(zhì)要求懸上部截留,細(xì)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(jī)械式攪拌機(jī),在水反洗時(shí),攪拌機(jī)輔助攪浮物爆發(fā)時(shí),懸浮物含量超過15mgL,過濾器無法拌,這樣提高了反洗效果,同時(shí)節(jié)省反洗用水量。有效脫除過多的懸浮物,造成過濾后的水不達(dá)標(biāo)的1.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)情況。選用高效纖維球過濾器,其運(yùn)行參數(shù)如下:處理為了解決這一問題,需要確定一套循環(huán)水預(yù)過量,160m3/h;反洗水量,8.5L/m2.s;進(jìn)水水質(zhì),懸濾處理系統(tǒng),使進(jìn)人纖維過濾器的進(jìn)水懸浮物含量浮物(SS)≤100mg/L;出水水質(zhì),懸浮物(S)≤10穩(wěn)定在15mg/L以下,確保旁濾水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。mg/L;設(shè)計(jì)溫度≤80℃;設(shè)計(jì)壓力,0.6MPa;過濾預(yù)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(diào);壓力損失,0.15MPa根據(jù)循環(huán)水場旁濾水水量和水質(zhì)情況,在原有1.1.3自控系統(tǒng)的纖維過濾器前增設(shè)粗濾預(yù)處理流程,以適應(yīng)旁濾本方案為高效纖維球過濾器,共14臺,采用水質(zhì)惡化導(dǎo)致的懸浮物超過15mg/L的工況。個(gè)PC控制器,互不干擾。整個(gè)運(yùn)行過程中過濾和1.1采用高效纖維球過濾器作為預(yù)處理過濾器反洗分為手動(dòng)和全自動(dòng)控制兩種方式(方案一)手動(dòng)控制:旋轉(zhuǎn)雙向開關(guān)至手動(dòng)位置,可依次開1.1.1高效纖維球過濾器原理啟中國煤化工動(dòng)作,時(shí)間15-30mimn高效纖維球過濾器具有濾速高、出水水質(zhì)穩(wěn)定反洲CNMHG先停、過濾開,恢復(fù)正常的特點(diǎn)。其濾料是直徑為2.5cm左右的長絲滌綸過濾。收稿日期:2015-03-01作者簡介:馬慧明(1972-),男,工程師,從事天然氣處理與凈化工作,電話:18282232397。第5期馬慧明等:循環(huán)水預(yù)處理技術(shù)的研究與應(yīng)用·37自動(dòng)控制:旋轉(zhuǎn)雙向開關(guān)到自動(dòng)狀態(tài)即開始自手動(dòng)和全自動(dòng)控制兩種方式。手動(dòng)控制:旋轉(zhuǎn)雙向動(dòng)過濾和反沖洗過程。自動(dòng)控制由工業(yè)PC來控開關(guān)至手動(dòng)位置,可依次開啟過濾停、反洗開始、歷制完成。自動(dòng)控制有三種參數(shù)控制方式:一是壓差時(shí)5~10min后反洗后,依次關(guān)閉反洗、過濾開,恢控制;二是時(shí)間控制;三是重復(fù)反洗。這三種控制方復(fù)正常過濾狀態(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?yàn)?壓差、時(shí)間、重復(fù)。來完成,旋轉(zhuǎn)雙向開關(guān)到自動(dòng)狀態(tài)即開始自動(dòng)過濾壓差控制首選反洗控制方式,每個(gè)過濾器上裝和反沖洗過程。自動(dòng)控制有三種參數(shù)控制方式:有差壓計(jì),并與PLC控制器相連,當(dāng)某個(gè)過濾器過是壓差控制;二是時(shí)間控制;三是重復(fù)反洗。這三種濾壓差值達(dá)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?yàn)?壓差、時(shí)間、重過濾器進(jìn)行反洗,反洗過程依次是過濾停、反洗開、復(fù)。攪拌機(jī)開、反洗停、攪拌機(jī)停、過濾開的程序?qū)^濾壓差控制為首選反洗的控制方式,每個(gè)過濾器器進(jìn)行反洗和過濾操作上裝有差壓計(jì),并與PC控制器相連,當(dāng)某個(gè)過濾時(shí)間控制為第二反洗控制方式,它是差壓控制器過濾壓差值達(dá)到1.0MPa時(shí),程序會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)對方式的補(bǔ)充,反洗周期在PC上(1~7)×24h可某個(gè)過濾器的反洗,反洗步驟依次是過濾停、反洗調(diào),反洗時(shí)間10~30min內(nèi)可調(diào),準(zhǔn)確的反洗周期開、反洗、反洗停、過濾開始,依這個(gè)過程對過濾器進(jìn)和反洗時(shí)間的確定與介質(zhì)和運(yùn)行工況有關(guān)系。反洗行反洗和過濾操作。過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(fù)反洗:當(dāng)反洗結(jié)束后,某個(gè)過濾器壓差仍大PLC上(1~7)×24h可調(diào),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(fù)反洗程序?qū)υ搩?nèi)可調(diào),準(zhǔn)確的反洗周期和反洗時(shí)間的確定與介質(zhì)過濾器進(jìn)行反洗,反洗過程與時(shí)間控制方式相同。和運(yùn)行工況有關(guān)系,反洗程序與壓差控制相同。1.2用雙濾料過濾器作預(yù)處理過濾器(方案二)重復(fù)反洗:當(dāng)反洗結(jié)束后,某個(gè)過濾器的壓差仍1.2.1雙濾料過濾器原理大于1.0MPa時(shí),程序會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)重復(fù)反洗的程序雙濾料過濾采用深層床過濾方式,污水由上向并對該過濾器進(jìn)行反洗,反洗過程與時(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采用流砂過濾器作為預(yù)處理過濾器(方案三)間空隙較小,吸附面積大,吸附和截留懸浮物微細(xì)顆1.3.1流砂過濾器原理粒能力進(jìn)一步加強(qiáng),這樣就形成一個(gè)理想的由上到高效流砂過濾器的運(yùn)行可分為污水過濾和濾料下、顆粒由大到小逐級被吸附和截留的深層床過濾清洗再生兩個(gè)相對獨(dú)立又同時(shí)進(jìn)行的過程。二者在模式。反洗時(shí)石英砂和磁鐵礦的密度差達(dá)1900~同一過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)。濾速最大可污水過濾:如圖1所示,當(dāng)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,采提升泵泵入過濾器底部的配水環(huán),經(jīng)導(dǎo)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)過濾床,污水中的雜質(zhì)和級配進(jìn)行調(diào)整,完全可以保證其預(yù)過濾效果被不斷截留吸附,最終濾液從過濾器頂部的溢堰流1.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)排放,完成過濾過程。選用3000雙濾料過濾器,設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)如下濾料清洗和再生:當(dāng)過濾不斷進(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(shè)計(jì)溫度,≤料截留雜質(zhì)量昂多設(shè)在討濾器底部的壓縮空氣提80℃;設(shè)計(jì)壓力,0.6MPa;過濾速度,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(diào);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(tǒng)過設(shè)備排污管排出,匯總后排入反洗水處理系統(tǒng)方案為雙濾料過濾器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(xiàn)了濾制器,互不干擾。整個(gè)運(yùn)行過程即過濾和反洗分為料的清洗和循環(huán)流動(dòng)的過程。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(yùn)行參數(shù):Q=140L/min,p0.5MPa;反沖洗水量為過濾水量的2%~5%,即每過濾后的水→洗砂器臺罐運(yùn)行時(shí)1.4~3.5m3h反洗水1.3.3自控系統(tǒng)方案只有控制按鈕面板、氣源分配箱和壓力報(bào)過濾床警開關(guān),沒有其它自動(dòng)控制裝置1.4過濾方案優(yōu)選污水分布器種過濾器都能基本滿足旁濾水預(yù)處理工藝需要,但各有優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)循環(huán)水場旁濾水水質(zhì)的實(shí)-污水際情況,懸浮物爆發(fā)時(shí),黏泥較多,因?yàn)榉桨敢坏睦w導(dǎo)流錐維球過濾器反洗黏泥分離困難,排除了方案一;同提砂泵時(shí),因?yàn)榉桨付碾p濾料過濾器不能連續(xù)運(yùn)行,反沖集砂段洗時(shí)有亂層的問題發(fā)生,也被排除,綜合考慮最終選擇方案三采用流砂過濾器作為預(yù)處理過濾器。空氣入口2工藝流程確定圖1流砂過濾器示意圖設(shè)備特點(diǎn):①連續(xù)運(yùn)行,無需停機(jī)反沖洗;②系反洗水處理工藝流程如圖2所示,流砂過濾器統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便;③可實(shí)現(xiàn)無人操作;④使用反洗水回收進(jìn)入污泥濃縮池,經(jīng)過初級沉降后,上清壽命長;⑤無反沖洗設(shè)備,能耗低;⑥均質(zhì)濾料,過濾液進(jìn)入上清池后,用反洗水回收水泵提升進(jìn)入混合效果穩(wěn)定。罐,在混合罐中進(jìn)行加藥反應(yīng)后,出水進(jìn)人壓力沉降1.3.2設(shè)備工藝參數(shù)罐,沉降罐岀水進(jìn)入流砂過濾器進(jìn)水總管后進(jìn)行再選用3.0m流砂過濾器,其運(yùn)行參數(shù)如下:流量次過濾,然后回收進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。加藥裝置旁濾來水過濾后的水返洗水混合罐壓力沉降罐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流砂過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污泥泵電磁流量計(jì)中國煤化工圖2反沖洗水處理流CNMHG包括兩部分,一部分是由流砂過濾器緩沖罐和提升3現(xiàn)場應(yīng)用泵組成流砂過濾系統(tǒng),主要作用是使旁濾水經(jīng)過預(yù)如圖3所示,新建的循環(huán)水旁濾水預(yù)處理系統(tǒng)處理后能滿足原有纖維過濾器進(jìn)水水質(zhì)要求;另第5期馬慧明等:循環(huán)水預(yù)處理技術(shù)的研究與應(yīng)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(tǒng),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濾器電磁流量計(jì)緩沖罐提升泵加藥裝旁濾來水混合罐壓力沉降罐流砂過濾器電動(dòng)調(diào)節(jié)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污泥泵電磁流量計(jì)圖3旁濾水預(yù)處理工藝流程示意圖3.1工藝參數(shù)選取間作為控制參數(shù),并可調(diào)。流量、壓差、壓力報(bào)警等反洗回水的懸浮物含量一般來說比較高,在沒信號均傳入值班室,工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示和打印。其生有化驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下,在考慮該方案時(shí)只能依據(jù)經(jīng)產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總進(jìn)入中控室。驗(yàn)值選取。反洗回水設(shè)計(jì)參數(shù):總懸浮物(TS9),500m4結(jié)論L;反洗上清液,總懸浮物(TSS),80mg/L;PAC投藥流砂過濾配套技術(shù)在循環(huán)水場旁濾系統(tǒng)的應(yīng)濃度,10~-15mg/L;PAM投藥濃度,1-1.5mg/L;用,解決了循環(huán)水場旁濾系統(tǒng)在懸浮物爆發(fā)時(shí)出水混合罐反應(yīng)時(shí)間,10min;沉降罐設(shè)計(jì)參數(shù):進(jìn)水懸不達(dá)標(biāo)的問題保證了循環(huán)水場旁濾的正常運(yùn)行。浮物的含量,≤100mg/L;出水懸浮物的含量,≤20減緩了換熱設(shè)備的臟堵、結(jié)垢和腐蝕的問題。流砂過濾配套技術(shù)具有可連續(xù)運(yùn)行,無需停機(jī)清洗,處理3.2反洗水處理系統(tǒng)控制效率高,操作簡單,易維護(hù)管理,運(yùn)行費(fèi)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