摘要:目前在冶金行業(yè)乃至其他各行業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)中,對于循環(huán)水補水的水質有著嚴格的要求,因此采用了不同的凈水處理工藝,并取得了不同的處理效果。文章結合冶金行業(yè)循環(huán)水補水水質要求和特點,介紹了利用雙流過濾器的微絮凝工藝的應用效果,以便進一步探討和推廣該項新技術的應用。
關鍵詞:微絮凝;雙流過濾器;水質凈化;污泥脫水;凈水處理工藝 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU991 文章編號:1009-2374(2017)02-0116-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.055
1 概述
目前在冶金行業(yè)乃至其他各行業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)中,對于循環(huán)水補水的水質有著嚴格的要求,因此為滿足水質要求,不同的凈水處理工藝被采用,并取得了不同的處理效果。本文結合邯鋼水源地的水源凈化工程的設計、施工、投產和運行效果,對該工程采用的雙流過濾器工藝進行探討。
2 邯鋼原補水水質存在的問題
邯鋼水源取自滏陽河水,需水量為3500m3/h,經取水泵站加壓提升后送至十水站大水池進行貯存,然后由加壓泵站加壓送往廠區(qū),供生產使用。在該過程中不對水質進行任何形式的處理,只是對水進行輸送和貯存。
隨著近年來滏陽河水的污染加劇,水中懸浮物達到80mg/L(冶金企業(yè)標準≤10mg/L),水質已不能滿足循環(huán)水補水要求,該水作為補水會影響循環(huán)水水質,為保證循環(huán)水的濃縮倍數(shù),只得加大排污量,從而使噸鋼耗新水大幅的提高,浪費水資源。
為減緩上述情況,經公司相關部門論證,在邯鋼十水站新建水源凈化工藝設施,處理工藝采用雙流過濾器工藝,處理機理為微絮凝機理。
3 水源處理工藝的技術特點
3.1 水處理工藝流程
河水→調節(jié)池→提升泵→管式混合器(PAM/PAC加藥)→高速雙流過濾器→凈化水池(殺菌劑)→凈化水泵→各用水點
3.2 污泥處理工藝流程
過濾器反洗水→反洗水池→污泥濃縮池→污泥儲池→(PAM加藥)臥式離心機→污泥外運
清水回流至調節(jié)池再處理
3.3 雙流過濾器設備描述
雙流過濾器在原水懸浮物較多的情況下能確保出水水質的高質量,具有過濾速度高、處理水量大、占地面積小等優(yōu)點。其操作分為人工操作和單臺或多臺程序控制自動操作兩種,是當前工業(yè)水處理設施中必備的設備。
3.3.1 規(guī)格及技術性能。
3.3.2 設備材質及結構要求。
罐體:Q235-B,δ=16mm
濾帽:不銹鋼316,3300個/臺
濾料:無煙煤和天然海砂
布水器:采用DN200不銹鋼柵管,布水系統(tǒng)保證使用強度和剛度及足夠長的使用壽命,布水均勻,具有可靠的防反洗跑料功能。
控制閥門:設備帶進出口及反洗進出口電動閥和手動閥,排水閥、反洗進氣電動閥和手動閥,排氣管及閥門。
控制箱:全透屏戶外防水型,電氣信號燈、按鈕等采用防水型PLC可編程控制器。
控制模式:壓差、定時并聯(lián)模式、故障報警器、信號遠程控制輸出。
控制系統(tǒng):手動或自動,PLC自動控制,同時設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤,在就地盤上可讀出其有關工藝參數(shù)以及能在就地操作盤上操作相關的自動閥門。對重要參數(shù)如流量等設有在線檢測儀表,并設定有超限報警功能。
采用高性能微處理器,集數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉換、中央控制為一體。
3.3.3 設備技術特性描述。過濾器在原水懸浮物較多的情況下能確保出水的高質量,具有過濾速度高、處理水量大、占地面積小等優(yōu)點。它不僅能適用于過濾處理懸浮物較多的原水,而且在循環(huán)水中使用,可改善水質,提高水的循環(huán)利用率。
過濾器本體鋼板厚度采用16mm,封頭采用18mm。
本裝置采用中心進水,采用獨特的布水裝置。
集水采用多孔板配加強型濾頭,濾頭材質采用不銹鋼。集水效果好,反洗時布水均勻,不會使濾料由于受力不均勻而亂層或出現(xiàn)跑料現(xiàn)象。
反洗裝置帶空氣擦洗,能力強、時間短、水耗低(氣源來自需方自備的壓縮空氣系統(tǒng))。在運行過程中,其濾料表面會粘附大量雜質,甚至造成濾料結成泥球。若用水進行沖洗很難奏效。而采用壓縮空氣進行鼓泡擦洗,同時借助水的作用,很容易將濾料表面粘附的雜質或泥球剝落或打散,然后由水流帶出,從而提高過濾器的反沖洗效果。
過濾器的結構特點:(1)改進了內部結構,使過濾器結構更趨于合理;(2)采用新型的配水方式,使配水更均勻,有效地防止濾料流失;(3)配套的濾料過濾效率高且易于反洗;(4)進水、出水管配置方式多樣化,為選用單位提供了方便條件;(5)過濾器的底部集水形式為多孔板不銹鋼濾帽出水,合理的設計避免了在局部產生過高的流速和偏差。
3.4 水處理工藝描述
由邯鋼水源地提取的河水,經過管道輸送至十水站,然后由提升泵站加壓,在加壓泵后的輸水母管道上設1臺DN1000的靜態(tài)管道混合器,同時在混合器上設PAM和PAC投加點,向混合器中投加混凝劑和助凝劑,靜態(tài)管道混合器設在高速雙流過濾器進水母管上,用于加藥后藥液與進水充分混合,使原水及藥劑混合均勻。
靜態(tài)管道混合器的管內流速為1~1.5m/s。藥劑的投加點設在混合器進水口前0.3m以外。
為使藥劑與水得到充分的反應,管道增加敷設長度至110m后,使反應時間延長至1.5min,從而使原水與混凝劑和助凝劑得到充分、有效、均勻的反應,以便藥劑與水中的懸浮物、膠體發(fā)生充分絮凝,使水中的雜質脫穩(wěn),有利于后續(xù)凝聚處理。
經過微絮凝脫穩(wěn)的水進入8臺直徑為Φ5000mm的高速雙流過濾器,單臺設計流量為600m3/h,設計流速為15m/h。
在雙流式過濾器中,進水分為兩路:一路由上部進;另一路由下部進。經過過濾的出水都由中部引出,這樣由上部進入的水的過濾和普通單流式的相同,主要起薄膜過濾作用;由下部進入的水,由于先遇到顆粒大的濾料,隨后遇到的是顆粒逐漸減小的濾層,所以在這里主要是起滲透過濾作用,因此濾料的截污能力就可以較完全地發(fā)揮出來。
雙流式過濾器的內部結構和單流式不同的地方是中間設有排水系統(tǒng);濾層較高,在中間排水系統(tǒng)以上的濾層高為0.6~0.7m.以下為1.5~1.7m。它所用濾料的有效粒徑和不均系數(shù)均較單流式的大,石英砂時,濾料的顆粒粒徑為0.4~1.5mm,平均粒徑為0.8~0.9mm,不均勻系數(shù)為2.5~3.0。
雙流式過濾器的運行情況:開始運行時,上部和下部的進水約各占50%;運行了一段時間后,在上層由于阻力增加快,其通過水量比下層通過的水量要少。其濾速按出水量計應控制在10~12m/h。清洗時先用壓縮空氣吹5~10min,繼之用清水從中間引入,自上部排出,先反洗上部。然后,停止送入壓縮空氣,由中部和下部同時進水,上部排出,進行整體反洗。此反洗強度控制在16~18L/(m2·s),反洗時間為10~15min。最后停止反洗,進行運行清洗,待水質變清時開始過濾送水。
過濾器的反沖洗水排至一座新建的Φ8000mm污泥濃縮池進行濃縮,池內安裝污泥濃縮機,濃縮機的結構與圓池刮泥機基本相似,在濃縮機的刮臂上裝有垂直排列的柵條,在刮泥的同時起緩速攪拌作用,提高濃縮的效果。
濃縮后的污泥沉降至污泥斗,形成2%~3%濃度的污泥,在儲泥池內經攪拌機充分攪拌均勻后,由污泥進料泵(螺桿泵/變頻無級可調)進料,根據(jù)離心機的運行情況,在控制系統(tǒng)的調節(jié)下進入離心機進行污泥脫水,以達到最佳污泥進料量。然后由污泥泵加壓送至離心脫水機進行脫水,濃縮池上清液和離心機清水自流回水至十水站大水池。
污泥固相被機內螺旋逐步推向固相出料口端,并在離心力及尾端雙向擠壓段的擠壓力的作用下,達到最干的效果;液相則在逐步分層穩(wěn)定,并越積越多的情況下,澄清的上清液,經溢流堰流出,至液相出口,排出機外。
上述的工作過程中,在離心脫水機液壓差速系統(tǒng)的驅動下,可使主機螺旋的扭距達到最大化及螺旋與轉鼓的差速達到最小化,進而使污泥的固相及液相的分離效果達到最佳。
經論證,該凈化裝置系統(tǒng)設計最大處理水量為4000m3/h,凈化后的水的懸浮物將由現(xiàn)在近80mg/L降低至小于10mg/L,相應膠質狀的CODcr也將有一定程度上的去除,該系統(tǒng)將極大地改善廠區(qū)供水條件。
4 工藝設施描述
該工藝凈化設施包括以下建筑及設施:(1)輸水泵站一座:泵站內含有原水泵組、反沖洗泵組、輸水泵組,加藥設施;(2)過濾間一座:含8臺雙流過濾器,1臺管道混合器,壓縮空氣儲罐,風機房;(3)污泥濃縮池及污泥儲池:包括污泥濃縮機、污泥泵等設施;(4)污泥脫水間:包括污泥加藥設備、離心脫水機、螺旋輸泥機等;(5)反洗水池:含2臺液下提升泵、2臺潛水攪拌機。
5 結語
經過雙流過濾器處理后的水,符合冶金企業(yè)標準懸浮物含量≤10mg/L的工業(yè)新水水質標準,同時相應降低了水中部分CODcr含量,改善了廠區(qū)用水條件,節(jié)約了用水,降低了噸鋼耗水水平。
參考文獻
[1] 鄭林紅,吳克新.雙流雙速過濾器在冶金水處理工藝中的應用[J].山東冶金,2007,(S2).
[2] 馬晟.雙流雙速過濾器在冶金水處理工藝中的應用思路構建[J].山西冶金,2016,39(2).
作者簡介:焦清衛(wèi)(1974-),男,河北邯鄲人,河北省邯鄲市邯鋼集團設計院有限公司高級工程師,研究方向:給排水設計。
(責任編輯:小 燕)