以纖維為濾料的高效纖維過濾器與以石英砂為濾料的過濾器相比,具有過濾效率高、濾速快、截污容量大、周期制水量大、自耗水低特點,同時解決了原工藝流程中存在的問題,有較高的經濟效益及社會效益。如能改進濾料的清洗技術。
生水過濾系統是紡織廠化學水處理的重要環節,生水水質的好壞直接影響著后續設備的正常運行及除鹽水的水質,從而關系到纖維絲束的質量。我廠軟水站原系統設計最大出力為420t/h,由于擴建工程的需要,外供除鹽水量的增加,生水水量相應增加及水質要求的提高,原有的7 臺處理能力為60t/h的機械過濾器已無法滿足生產需求,且系統存在問題,改造已成必然。經過調研和充分論證決定采用一種新型的束狀軟填料———丙綸纖維材料為濾料的壓力式高效纖維過濾器。
1 生產系統工藝現狀及問題分析
1.1原工藝流程 原生水是由水廠經粗濾后送至軟水站,水廠粗濾后的水濁度在1.5~ 3mg/L,由于濁度過高無法直接進行軟化,因此軟水站必須經機械過濾器過濾,經軟化罐軟化后制成除鹽水送至生產車間。機械過濾器是采用顆粒狀石英砂為濾料,利用清水泵加壓,形成等速壓力式機械過濾器。再由后續水處理設備(除鹽水處理系統)制成除鹽水。
1.2原系統存在的問題
1)由于系統來水水質惡化,7臺機械過濾器積泥垢十分嚴重,影響除鹽水供給;常需停運一臺進行檢修,而6臺機械過濾器出水量無法保證生產用水,降低了離子交換器的周期制水量,增加制水成本。
2)機械過濾器反洗自用水消耗量大,操作難度大,極易造成擊竄或反洗時帶走大量的石英沙,之后過濾效果明顯下降,只能停車檢修,造成極大浪費。
3)機械過濾器處理能力為60t/h,且顆粒狀濾料進行過濾,其過濾精度受濾料粒徑限制,其出水濁度高,濾料的清洗操作過于繁重;輕易產生板積,更換濾料頻繁,勞動強度大。
2 可行性分析
為了解決原系統存在的問題,經過調研分析,我們本著工藝技術領先的原則,對石英沙機械過濾器改造成高效纖維過濾器。單臺高效纖維過濾器設計出力為90t/h。
高效纖維過濾器的工作原理: 高效纖維過濾器是一種將下端掛有重墜的膨化纖維長絲(D20~50μm)束叢,懸吊于設在過濾器上部的多孔板上充當過濾介質的過濾設備。在纖維束叢中貼近多孔板的部分設置有若干個膠囊,過濾時先向囊內充水,形成加壓室,強行擠壓四周的纖維束使之密實,然后水流自下而上穿過纖維孔隙,進行上向流過的操作。
清洗時先排盡囊中的水,撤消對纖維束的擠壓,使纖維束叢在重力和膨化纖維的彈力聯合作用下恢復其膨松狀態,然后進氣、水聯合拌動擦洗。由于用作濾料的纖維是一種能彎曲而柔軟的材料,其濾料直徑可達幾十微米,并且在濾料層中存在著大量的縫隙空間,在過濾操作過程中,通過控制對纖維束的擠壓條件就可以得到不同的纖維孔隙率,過濾器的效率和阻力就可以控制在設定的范圍內,解決了傳統的過濾設備無閥濾池、虹吸濾池、機械式過濾器等均采用顆粒狀濾料如石英砂進行過濾,其過濾精度受濾料粒徑較大限制的問題。微小的濾料直徑,極大地增加了濾料的比表面積和表面自由能,增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料吸附能力,從而提高了過濾效率和截污容量。
3 實施
3.1工藝流程
在過濾器運行前,將囊充水,以保證加壓室達到設定壓力。在過濾器啟動時必須預運行,檢測出水濁度合格后方能正式投入運行。過濾器運行過程中,對流量的調節必須平穩,防止流量突變使過濾產物被“帶出”,而造成出水濁度超標。過濾器的清洗過程為:膠囊排水→打開排氣閥,反洗入口閥和反洗排水閥→打開壓縮空氣閥進行反洗(反洗25~35分鐘)→打開正洗入口閥和正排閥(正洗15~25分鐘)進行正洗→關閉壓縮空氣閥和正洗入口閥,待用五個步驟。
3.2運行狀況
該過濾系統自2008年10月15日在水處理系統投用至今。為了把握運行規律,使該過濾系統能夠安全、高效、合理運行,我們對過濾器的運行周期進行了試驗。
對單臺過濾器失效控制采用三參數控制:
1)進出口壓差≥0.1MPa;
2)出水濁度≥1mg/L;
3)設定周期累計制水量。滿足其一確認其失效。
由于來水受季節的影響,春秋兩季雨水大,水場出水濁度有些偏高,因此周期制水量也有所不同,單臺周期制水量在3000~4000t之間能保證出水的水質。來水濁度最大達5mg/L,最小只有1.2mg/L,但出水濁度可以達到要求。過濾器在任何情況下都能起到截留作用。對后續工序起到保護作用。
4 經濟效益及社會效益
生水系統經過改造運行四年半來,解決了原工藝中存在的問題,提高了出水水質及水量,降低了生產成本。
1)水耗計算:高效纖維過濾器周期制水量大,反洗水耗小,減少了水耗,降低了排污量。
高效過濾器全年反洗水量=單臺反洗耗水量×全年反洗個數=80×1278=102240t
機械過濾器全年反洗水量=單臺反洗耗水量×全年反洗個數率=60×2555=153300t
高效過濾器全年節約水量=(機械過濾器全年反洗水量-高效過濾器全年反洗水量)=153300-102240=51060t
全年節約排污費=2.87×51060≈14.7萬元
2)工藝效果:高效纖維過濾器的出水水質有了提高,使出水濁度穩定并小于0.7mg/L,減少了陽離子交換器的負擔,可有效地提高離子交換器的周期制水量,降低鹽耗,減輕了對樹脂的染。
3)減少了反洗次數,機械過濾器24小時反洗一次,高效過濾器48 小時反洗一次,減輕了工人的勞動強度。
4)解決了機械過濾器停車檢修頻繁,更換濾料等大強度勞動。在改造四年半來未停車檢修過,節約了檢修費用,降低了工人的勞動強度。
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