淺層砂過(guò)濾技術(shù)在冷卻循環(huán)水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用

　　摘要：本文介紹了一種新型淺層砂濾技術(shù)在某大型化工企業(yè)循環(huán)水旁濾處理的應(yīng)用，著重是與傳統(tǒng)砂濾技術(shù)的比較，展示了淺層砂濾技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景。
　　關(guān)鍵詞：砂濾 淺層 循環(huán)水 旁濾
　　中圖分類號(hào)：TQ085.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　1 冷卻循環(huán)水凈化處理的必要性
　　一個(gè)大的冷卻水系統(tǒng)，每年花費(fèi)大量的的能耗和藥劑費(fèi)用是很常見(jiàn)的，而且還需要加上設(shè)備維護(hù)及停止運(yùn)行造成的費(fèi)用。因此即使很小運(yùn)行的效率增加并減少維護(hù)將可每年降低很多能耗和藥劑費(fèi)用。最簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的節(jié)省方法可以通過(guò)增加有效的過(guò)濾系統(tǒng)達(dá)到。研究顯示，介質(zhì)過(guò)濾器的平均投資回報(bào)期小于兩到三年。以后節(jié)省的費(fèi)用將是純利潤(rùn)。
　　被冷卻塔吸進(jìn)去的空氣不可避免的含有很多種雜質(zhì)， 例如灰塵，黏土，花粉，有機(jī)碎片殘留等等。這些雜質(zhì)非常容易被冷卻水完全吸收，并在冷卻塔池被濃縮。國(guó)外某報(bào)告上指出：“一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的200噸冷卻塔在一個(gè)季節(jié)中可以從空氣及補(bǔ)加水中吸收超過(guò)600磅的雜質(zhì)。
　　此外，系統(tǒng)本身也產(chǎn)生顆粒雜質(zhì)。 包含系統(tǒng)腐蝕的產(chǎn)物，礦物沉積，微生物生長(zhǎng)，有機(jī)物聚集體，從熱交換器工藝面漏過(guò)來(lái)的溶解及非溶解雜質(zhì)等等，增加了系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)，加速腐蝕及形成腐蝕產(chǎn)物。
　　當(dāng)雜質(zhì)和結(jié)垢性礦物沉淀結(jié)合在一起的時(shí)候，雜質(zhì)大大增加結(jié)垢速度和結(jié)垢厚度。同樣，雜質(zhì)和微生物膜粘連在一起增加了黏膜速度及厚度。這些污染膜降低了熱交換效率，降低了熱交換器表面的水流速，并促進(jìn)了污垢下腐蝕，導(dǎo)致更多的污染。更慢的流速允許更多的雜質(zhì)沉淀，放大了問(wèn)題，進(jìn)一步降低了效率。
　　
　　2 淺層砂濾器工藝原理和傳統(tǒng)砂濾設(shè)備的比較
　　國(guó)內(nèi)很多企業(yè)，主要還在使用傳統(tǒng)沙濾，傳統(tǒng)沙濾器，占地龐大，安裝維護(hù)很不方便，反沖時(shí)耗水量大，反沖洗跑沙，通常也沖洗不干凈。沙濾器，由于制造，使用簡(jiǎn)單，過(guò)濾效果也好，所以一直以來(lái)為有過(guò)濾要求的地方喜歡。在市政自來(lái)水，工廠冷卻循環(huán)水，廢水處理等隨處可見(jiàn)沙濾的使用。在這些不同的應(yīng)用場(chǎng)合，過(guò)濾流速，濾層的厚度幾乎相差都不大。
　　傳統(tǒng)沙濾器中的過(guò)濾的懸浮物，95%的集中在沙濾層最上面的15-25厘米，傳統(tǒng)的沙濾器的濾層厚度多在80厘米以上。全自動(dòng)淺層沙濾器，濾層僅40厘米，反沖洗時(shí)充分利用流體力學(xué)，增強(qiáng)了反沖洗強(qiáng)度，同時(shí)球型的設(shè)計(jì)也使得過(guò)濾平穩(wěn)，反沖洗不跑沙，不出現(xiàn)穿濾現(xiàn)象。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)沙濾器反沖洗不徹底，笨重，安裝維護(hù)不方便，反沖洗耗水等不足等缺點(diǎn)。
　　3 淺層砂濾器設(shè)備特點(diǎn)
　　(1)采用獨(dú)特球形過(guò)濾器單元，擁有眾多優(yōu)點(diǎn)。（見(jiàn)下圖）
　　◇過(guò)濾器有兩個(gè)大開(kāi)口，頂部的用于觀察和加料，底部的用于清空和維護(hù)。各端口都采用完全防漏設(shè)計(jì)，系統(tǒng)應(yīng)用了水壓封閉原理，安全可靠。
　　◇球形外殼，可以充分配合布水器均勻布水。配合55個(gè)蘑菇口，反沖洗時(shí)形成內(nèi)環(huán)流，高效反沖洗，不跑沙。球形外殼，可承受較高的壓力。
　　◇獨(dú)特的55個(gè)蘑菇狀壓差補(bǔ)償過(guò)濾集水器，使系統(tǒng)在過(guò)濾狀態(tài)下各部分水壓平衡，過(guò)濾流速高，效率高；在反洗狀態(tài)下，形成內(nèi)環(huán)流，反沖效率高且不跑沙。
　　◇壓力補(bǔ)償式集水器，接近中部的開(kāi)口小，接近側(cè)邊的開(kāi)口大，這樣使各集水器的壓力一致。
　　(2)自動(dòng)控制過(guò)濾系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)流量的大小，選擇多個(gè)過(guò)濾單元。
　　(3)可采用時(shí)間，壓差等多種方式自動(dòng)啟動(dòng)反沖洗，系統(tǒng)內(nèi)各過(guò)濾單元依次進(jìn)行反沖洗，其他單元仍然在過(guò)濾。
　　(4)反沖效率高，反沖時(shí)間短，反沖洗時(shí)節(jié)水（反沖用水是傳統(tǒng)沙濾器的30%左右）。
　　(5)系統(tǒng)重量輕，不需要特別的地基，一般水泥地面即可。
　　
　　4 淺層砂濾器在某化工企業(yè)循環(huán)冷卻水旁濾的應(yīng)用
　　4.1 某化工企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工況
　?。?）循環(huán)水池為兩座，各設(shè)置一臺(tái)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，兩座循環(huán)水池下部通過(guò)隔板缺口聯(lián)通。
　?。?）大循環(huán)水池設(shè)置三臺(tái)800 m3/h流量的的循環(huán)水泵，三臺(tái)泵兩用一備；小循環(huán)水池設(shè)置兩臺(tái)500 m3/h流量的的循環(huán)水泵，兩臺(tái)泵一用一備。
　?。?）循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)終端均為換熱設(shè)備，且循環(huán)水與待換熱介質(zhì)均為互相隔絕，無(wú)接觸。
　?。?）大循環(huán)水系統(tǒng)的回水管（截止閥前）保有壓力約為0.3～0.4MPa。
　?。?）循環(huán)水系統(tǒng)估計(jì)的保有水量約為2000～2500m3，
　?。?）原有循環(huán)水系統(tǒng)中的水質(zhì)較差，直觀感覺(jué)水質(zhì)較混、水中的雜質(zhì)很多。
　　4.2 循環(huán)水旁濾處理解決方案
　?。?）對(duì)循環(huán)水進(jìn)行旁濾處理，旁濾處理量選擇為系統(tǒng)保有水量的5%～10%。本系統(tǒng)中定為200 m3/h。
　?。?）過(guò)濾方式不采用濾網(wǎng)過(guò)濾、無(wú)閥過(guò)濾器，采用全自動(dòng)淺層砂濾器。
　?。?）過(guò)濾器設(shè)置在大系統(tǒng)中循環(huán)水回水管上，在回水管截止閥前設(shè)置一個(gè)DN200的支管進(jìn)入過(guò)濾器，濾后凈水直接進(jìn)入循環(huán)水池。
　　4.3 本方案中采用淺層砂濾的工藝效果（兩年運(yùn)行）:
　?。?）過(guò)濾產(chǎn)水對(duì)水中的懸浮物去除率不小于70%。
　?。?）循環(huán)水進(jìn)行了部分旁濾，其旁濾量為8%左右。循環(huán)水水質(zhì)的改善是一個(gè)逐步的過(guò)程。一般經(jīng)過(guò)3～5天的運(yùn)行，循環(huán)水的濁度可以控制在50mg/l以下。
　?。?）系統(tǒng)清洗周期有一年一次，調(diào)整為兩年一次。
　?。?）水質(zhì)穩(wěn)定藥劑費(fèi)降低45%（僅此一項(xiàng)，每年可以節(jié)約60萬(wàn)元）。