淺談旁濾過濾器改造技術(shù)

呂寶成

（華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司聚丙烯項(xiàng)目籌建處，甘肅平?jīng)?744100）

1 陶瓷膜管過濾器簡介

某公司現(xiàn)有12 臺旁濾過濾器，其陶瓷膜管規(guī)格為Φ150×980×30，數(shù)量294 支/臺，S=0.46 m2/支，單支膜管產(chǎn)水量0.7～1.0 m3/h，膜管重量17.8±0.5 kg/支。

過濾器內(nèi)部的多孔板成井字形或梅花形并列安裝多支陶瓷膜管，每根過濾單元由3 支陶瓷膜管豎直串聯(lián)而成。被過濾的循環(huán)水從設(shè)備底部進(jìn)入，經(jīng)布水器分流來水再經(jīng)多孔板均勻配水后，被處理的循環(huán)水從陶瓷膜管內(nèi)進(jìn)入，經(jīng)膜壁過濾截污，被過濾的水從膜管外壁流出，膜管外壁流出水為合格水。循環(huán)水中細(xì)小的懸浮物、雜質(zhì)及部分有機(jī)物被膜管攔截，留在膜的內(nèi)孔，隨著過濾時間的延長，過濾阻力也同時增大。當(dāng)進(jìn)水壓力及出水壓力差達(dá)到0.05 MPa 或過濾器運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)定值時，反沖洗機(jī)構(gòu)中電機(jī)轉(zhuǎn)動，各相應(yīng)閥門啟動，按程序關(guān)閉運(yùn)行，反洗水從膜管外向膜管內(nèi)反洗進(jìn)行清洗，截留于膜管內(nèi)的懸浮物從反洗排水口流出。

此設(shè)備缺點(diǎn)是陶瓷膜管加工周期長、制作成本高、易碎，且安裝技術(shù)要求嚴(yán)格，檢修難度大。年需要膜管3528 支，全部膜管更換費(fèi)用約300 萬元。

2 改造事由

年初進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)12 臺旁濾過濾器出水濁度均不達(dá)標(biāo)，經(jīng)技術(shù)人員檢查后，確認(rèn)為安裝不合格。隨后公司安排施工單位對陶瓷膜管重新安裝，并由廠家技術(shù)指導(dǎo)，于7 月初安裝好第1 臺過濾器。7 月中旬由質(zhì)檢中心按不同時間段分2 次從出水口采樣化驗(yàn)，測出的出水濁度達(dá)到3 NTU 以下，最好時達(dá)到2.70 NTU，出水量為200 t/h。至8 月初又陸續(xù)安裝11 臺過濾器。

經(jīng)過近1 個月的試運(yùn)行，過濾器的出水濁度和出水量均能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行投入的人力多，維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)大，且需要專人看護(hù)運(yùn)行參數(shù)的變化，如需經(jīng)常調(diào)節(jié)進(jìn)水壓力，保持在0.30 MPa 左右。經(jīng)與設(shè)計(jì)院、設(shè)備廠家的技術(shù)人員反復(fù)研究探討，根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)及技術(shù)要求提出適應(yīng)性改造方案，建議將該過濾器的濾芯料由陶瓷膜管濾芯改為多介質(zhì)濾料，將整體設(shè)備改造為中速機(jī)電一體化多介質(zhì)旁濾過濾器。多介質(zhì)過濾器的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，濾料受壓抗壓能力強(qiáng)，運(yùn)行時可無人看護(hù)，容錯率大，不會造成破壞和損失，只需由程控設(shè)備自動控制即可，同時完全能滿足循環(huán)水水質(zhì)要求，更能切實(shí)有效地降低運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用。

3 改造要求

將現(xiàn)有陶瓷膜管過濾器改造為中速機(jī)電一體化多介質(zhì)過濾器。改造后單臺過濾器產(chǎn)水量達(dá)到200 m3/h，進(jìn)水濁度在20 NTU的情況下，出水濁度可滿足5 NTU 的出水要求，可保證長期高效的運(yùn)行。控制系統(tǒng)利用現(xiàn)有程控系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后為全自動控制方式。

4 改造內(nèi)容

預(yù)制Φ88×δ25 孔板，孔板周邊打磨坡口，數(shù)量依據(jù)每臺過濾器內(nèi)件中的孔數(shù)確定，并保持余量及精度，現(xiàn)場拼焊采用單面焊形式；預(yù)制拆除中心導(dǎo)流管后留下孔洞的孔板，孔板規(guī)格為δ25，數(shù)量1 個/臺；預(yù)制進(jìn)水配水、出水配水接板，進(jìn)水配水接板規(guī)格為Φ800×δ8，數(shù)量1 個/臺，出水配水接板規(guī)格為Φ600×δ8，數(shù)量1 個/臺。

4.1 內(nèi)部改造

拆除內(nèi)部所有陶瓷膜管、連接件，鏟除、磨除下部多孔板固定接管等，拆除中心導(dǎo)流管，拆除上部孔板。堵焊Φ88 的孔板，焊接上平面與孔板持平，焊接中心導(dǎo)流管預(yù)制好的孔板，焊接上平面與孔板持平。在打磨平整的花板上打Φ34 的孔，每臺打孔數(shù)量為330 個。焊接進(jìn)出水擋水板、濾板支撐件等。罐體清理及內(nèi)部防腐，外部也做防腐處理。安裝水帽，數(shù)量330 個/臺。

4.2 外部改造

外部管道改造按常規(guī)中速過濾器設(shè)計(jì)，現(xiàn)有外部管道需作修改，變動較大。從上封頭引出的主管道有2 個接口，1 個是進(jìn)水管、1 個是反沖排水管，從上封頭引出的排氣管可完全利用不作變動，接管規(guī)格為DN200，中間排水接管和內(nèi)部擋板取消。從下錐底引出的主管道有4 個接口，分別是出水管、反沖進(jìn)水管、正洗排水管和反洗進(jìn)氣管，接管規(guī)格除反洗進(jìn)氣管規(guī)格為DN125 外，其他均為DN200。外部進(jìn)水主管道也作相應(yīng)調(diào)整改動，新增反洗進(jìn)氣主管，規(guī)格為DN150，并配套增加1 臺12 m3空氣儲罐及附件，壓力為0.15 MPa?？刂葡到y(tǒng)相應(yīng)調(diào)整改動，程序變動較大。

4.3 濾料裝填

濾料總裝填高度為2200 mm，其中無煙煤裝填高度為1400 mm，石英砂裝填高度為800 mm。單臺從上往下布局：無煙煤濾料，粒度0.8～1.8 mm，裝填高度1400 mm；石英砂濾料，粒度0.5～1.0 mm，裝填高度400 mm；卵石墊層，粒度1.0～2.0 mm，裝填高度200 mm；卵石墊層，粒度2.0～4.0 mm，裝填高度100 mm；卵石墊層，粒度4.0～8.0 mm，裝填高度100 mm。

5 多介質(zhì)過濾器操作要求

5.1 過濾器改造

將12 臺Φ3000×7200 陶瓷膜管過濾器改造為中速機(jī)電一體化過濾器，型號為ZSL-3.0，改造后單臺設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表1。

5.2 設(shè)備運(yùn)行控制

設(shè)備進(jìn)出水、反洗等全部采用PLC 自動控制，滿足集中操作。1 臺過濾器在反洗過程中，5 只主控閥（電動閥）和2 臺反洗動力裝置（反洗泵）的動作程序和時間說明如下：反洗開始，關(guān)閉進(jìn)、出水閥，同時打開排水閥，5 min 后啟動反洗泵，0.5 min 后打開反洗進(jìn)水閥，3 min 后打開反洗進(jìn)氣閥，8.5 min 后關(guān)閉進(jìn)氣閥，3 min 后停止反洗泵，1 min 后關(guān)閉排水閥及反洗進(jìn)水閥，同時打開進(jìn)水閥。1 min 打開進(jìn)水閥，反洗完畢，投入運(yùn)行。2 臺或多臺過濾器均按平均時間控制依次逐個反洗，總反洗周期設(shè)定為24 h（可調(diào)）。

表1 中速機(jī)電一體化過濾器技術(shù)參數(shù)

5.3 設(shè)備結(jié)構(gòu)

（1）上布水區(qū)。容器內(nèi)部設(shè)置的配水裝置，配水裝置布置位置高于濾層最大反洗膨脹高度，以防止濾料跑砂，同時保證反洗污物排出。

（2）中心過濾室。選用無煙煤及石英砂濾料填充。

（3）下出水區(qū)。濾料下部的集水裝置為多孔板濾帽式，排水濾頭采用氣水反沖洗加強(qiáng)型。避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜并考慮易安裝，保證過濾器內(nèi)無防腐死區(qū)。

（4）反清洗區(qū)。反洗時采用水沖洗及氣沖洗，氣水混合沖洗使濾料相互搓動，讓濾料上的污物脫離，再用水反洗，再生徹底。

（5）過濾器本體。采用上下封頭，內(nèi)壓式容器結(jié)構(gòu)。底部采用多孔板上組裝排水濾頭的集水裝置。

5.4 裝填濾料

濾料是確保水質(zhì)處理效果的關(guān)鍵，為此必須嚴(yán)格采用規(guī)定的濾料，保證濾料技術(shù)性能及規(guī)格，不能隨意降低濾料標(biāo)準(zhǔn)。在開始裝填濾料前，必須對過濾器內(nèi)部進(jìn)行清掃，并沖洗干凈。為確保各層濾料高度要求，防止濾料裝填混亂，在裝填濾料之前，需在過濾器內(nèi)壁圓周上按各層濾料裝填高度用油漆劃線。之后按濾料的粒度級配要求分層裝填。裝填濾料時，操作人員需進(jìn)入過濾器內(nèi)部工作，以便各層濾料按規(guī)定的要求均等地裝填，當(dāng)每層濾料達(dá)到劃線位置時，必須把濾料耙平，使每層濾料按規(guī)定的厚度均等地鋪遍在過濾器內(nèi)，并嚴(yán)格檢查核對所填的每層濾料是否符合各項(xiàng)要求。

（1）濾料裝填的順序。必須嚴(yán)格地按從下到上的層次逐層裝填濾料，嚴(yán)禁亂層及混料鋪設(shè)。

（2）濾料的補(bǔ)充及更換。濾料連續(xù)使用后，需將其截流物定期反洗干凈，使濾料恢復(fù)良好的過濾作用。濾料長期工作，會有破損，如操作不當(dāng)會有“跑料”發(fā)生，為此需定期檢查濾料狀況，如有虧料情況，需及時補(bǔ)充。如濾料運(yùn)行時間過長，出水水質(zhì)長期不清或?yàn)V料層發(fā)生亂層，則需更換或重新配濾料。

6 結(jié)束語

經(jīng)現(xiàn)場測試單臺設(shè)備的產(chǎn)水量不低于200 m3/h。在進(jìn)水SS（懸浮于水中的固體物質(zhì)的含量）不大于100 mg/L 的前提下，出水濁度達(dá)到3 NTU，最好可達(dá)到2.70 NTU。系統(tǒng)運(yùn)行反沖洗耗水率≤1%。達(dá)到改造設(shè)計(jì)要求。

ZSL 型機(jī)電一體化多介質(zhì)中速過濾器具有過濾速度高、處理水量大、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在循環(huán)供水系統(tǒng)中使用，可改善水質(zhì)、提高水的循環(huán)利用率，實(shí)現(xiàn)了濾料除懸浮物、除油、再生利用的功能，使用周期達(dá)10 年以上。本項(xiàng)目每年節(jié)約維修費(fèi)用在300 萬元左右。