第１１期 ２０１４年１１月 中国氯碱 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｌｉ Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ．，２０ １４ 浅层砂过滤器在 工业循环水使用中的优化改造 郭瑞卿，张向锋 （河南永银化工实业有限公司，河南舞阳４６２４００） 摘 要：对浅层砂过滤器在循环水旁滤系统运行中存在的问题进行了分析；着重介绍了对其进行的优 化改造。经过优化改造，解决了原有设备存在的问题，提高了运行效果，减少了一次水的使用量及反冲 洗水的排放量。 关键词：循环水；浅层砂过滤器；改造；节能减排 中图分类号：ＴＱ０８５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２０１４）１１－００３４－０２ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗｓａｎｄ ｉｌｆｔｅｒ ＧＵＯＲｕｉ—ｑｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉａｎｇ－ｆｅｎｇ （Ｈｅｎａｎ Ｙｏｎｇｙｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｙａｎｇ ４６２４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｈａｌｌｏｗ ｓａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｉｎ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｆｉｌｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｔｈｅ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ．Ａｆｔｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｕｓｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｆｉｒｓｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｂａｃｋｗａｓｈ ｗａｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ；ｓｈａｌｌｏｗ ｓａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ；ｔｒａｎｓｆ０ｌｒｍａｔｉ０ｎ；ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ 浅层砂过滤器以占地面积小、自动化控制程度 （３）空气辅助反冲洗模式。ＡＭＩＤＡ浅层砂过滤器的 反洗方式为外源水力反冲洗模式，即从设备系统外 部接入清洁水源作为反冲洗水源。外源反冲洗过程 如下：待过滤水由进水总管通过进水三通阀进入每 个过滤单元过滤．过滤的出水经过出水三通阀汇总 到出水总管实现过滤，随着过滤的进行，当进出水压 高、维护检修方便、运行过程中反洗耗水量小等优 点，近几年工业在循环水旁滤系统中得到了广泛应 用。河南永银化工实业有限公司循环水场设计处理 能力１６ ０００ ｍ３／ｈ，旁滤系统设计过滤量为６００ ｍ３／ｈ， 出水浊度≤３ＮＴＵ，采用ＡＭＩＤＡ自动反洗浅层砂过 滤器一套，每个过滤单元４８英寸，共计１２个，采用 ６ｘ２并联模式。在运行期间为减少一次反洗水用量、 差或时间达到设定值时，ＰＬＣ过滤系统进入反冲洗 状态，控制系统首先发出信号给第一个单元对应的 进出水三通阀，使两阀门改变方向，进水三通阀截断 进水导通排污．出水三通阀截断出水导通外源水，反 冲洗水由外源水管高速反冲洗第一过滤单元。 根据该公司循环水系统水质及运行工况，ＡＭＩＤＡ 浅层砂过滤器在运行中２４ ｈ反洗１次，反洗１次历 时约９０～１５０ Ｓ．平均每小时反洗排水约为４．８ ｍ ，１年 大约需消耗一次水４．８ｘ２４ｘ３０８＝３５ ４８１．６（ｍ ）。为节 解决过滤效果不理想、反洗时跑砂等现象，对其进行 优化改造。 １存在的问题及改造措施 １．１ 反冲洗水源的优化改造 自动反洗过滤器过滤系统反冲洗模式一般有 ３种：（１）过滤液液压反冲洗模式（简称内源反洗模 式）；（２）外源水力反冲洗模式（简称外源反洗模式）； ［作者简介】郭瑞卿（１９８５一），男，汉族，河南唐河，大专，助理工程师，河南永银化工实业有限公司动力分厂技术员。 第ｌ１期 郭瑞卿，等：浅层砂过滤器在工业循环水使用中的优化改造 ３５ 约一次水用量，将反洗水源从一次水管道上改为从 循环水供水管道上接人，由于循环水经砂滤器过滤 后，浊度小于３ＮＴＵ，且供水压力在０．３加＿４５ ＭＰａ，能够 满足砂滤器反洗过程中对反洗压力及反洗水质的要 中调节反洗水总管蝶阀，降低进入砂滤器的反洗水 压力，使之达到０．１ ＭＰａ以下。但是，由于水力三通 阀驱动水源与砂滤器反洗水源均在反洗水总管蝶阀 前端管道上，当调节阀门开度后，蝶阀前端反洗水管 求，用循环水替代一次水，每年可降低一次水消耗约 ３５ ４８１．６ ｍ 。 道压力低于水力三通阀的最低驱动压力，造成反洗 时水力三通阀打开不彻底，砂滤器不能进行充分反 ２．２过滤滤料存在的问题及改造 洗，使反洗频次达到平均６ ｈ进行１次，增大了反洗 浅层砂过滤器是一种传统的常见的过滤技术， 过滤介质就是一定粒径的砂子。堆积一定的厚度，待 过滤的水流过砂层，杂质被拦截在砂层表面或者不 同深度处，干净的水从砂层的另一侧流出。过滤精度 主要取决于砂子粒径大小，砂子粒径合适才能保证 滤层具有一定的颗粒级配和孔隙率，进而才能使过 滤系统稳定运行，确保出水水质达到设计要求。若滤 层砂子粒径较大，会导致滤层含污能力减小，不能较 好地拦截循环水中颗粒较小的悬浮物，从而影响出 水水质；若滤层砂子粒径过小将降低过滤速度，增大 过滤过程中的水头损失，影响过滤出水量．由于压差 的频繁升高还将增加反冲洗的频次．造成水资源的 浪费。 该公司选用的ＡＭＩＤＡ浅层砂过滤器设计装填 滤料粒径为０．４～０．６ ｍｍ．但是在运行初期出现砂滤 器长时间不反洗，进出过滤器的循环水浊度无明显 变化等问题，经测定进出水浊度偏差仅为１．２ＮＴＵ。 打开砂滤器人孔盖观察，滤层表面截留污物量较少， 对滤料粒径测量后发现。砂滤器内装填的砂子粒径 为１．０～２．０ ｍｍ，超出了设计装填的粒径范围。因此造 成砂子之间过滤孑Ｌ隙过大，不能有效的截留循环水 中粒径较小的悬浮物，从而造成过滤压差偏低，达不 到设定的反洗压差值，进而出现过滤效果不佳的现 象。针对此现象对该过滤器更换了滤料，更换的滤料 粒径为０．４～０．６ ｍｍ。更换后，经运行观察，进出过滤 器循环水的浊度差达到３ＮＴＵ，出水水质较以往明 显有所提高．且反洗能够正常进行。 ２．３水力三通阀驱动水源接入点的优化改造 浅层砂过滤器运行过程中．过滤与反洗过程主 要依靠设备上的三通阀进行切换，反洗水采用循环 水供水，反洗水管道连接在循环水供水管道上，压力 在０．３～０．４５ ＭＰａ。过滤器的三通阀是靠水力驱动进 行控制的，驱动水压要求在０．２５ ＭＰａ以上；而反洗 过程中对反洗水的压力要求在０．１ ＭＰａ以下，以防 止反洗水压力过高。造成反洗时滤料流失。循环水系 统供水管道压力在Ｏ．３ ０．４５ ＭＰａ，为避免浅层砂过 滤器在反洗过程中出现滤料流失现象，在操作过程 耗水量，见图ｌ。 接水力三通阀 ｊ＿ 互 各单元 —ｊ 反洗水管道 ｝ｌ ｌ 豢 薯奎 给水管道 图１ 改造前水力三通阀驱动水源管位置 为解决砂滤器在反洗过程中因水力三通阀驱动 水源压力过低反洗时阀门打开不彻底或反洗水压力 过高反洗强度大造成滤料流失的问题，对水力三通 阀驱动水源接点位置进行了变更。即把水力三通阀 驱动水源管的水源点接在反洗水源控制蝶阀后端。 该位置变更后调节反洗水总管蝶阀开度，使阀前压 力保持在０．１ ＭＰａ以下．阀后压力保持在０．２５ ＭＰａ 以上．不仅保证了浅层砂过滤器在反洗时不因反洗 水压力大造成反洗强度高，出现滤料流失现象，而且 也保证了水力驱动三通阀驱动压力在正常范围内． 解决了反冲洗水压和水力三通阀驱动水压之间的 矛盾，使滤料得到彻底反洗，反洗频次由原来的平 均６ ｈ／次增加到２４ ｈ／次，降低了反洗耗水量。浅层 砂过滤器平均每小时反洗水量约为４．８ ｍ，，经过改 造每天可减少反洗水排放量约（４．８ｘ２４／６—４．８ｘ１）： １４．４（ｍ。），同时，还减少了因滤料流失而增加滤料的 补充量 接水力三通阀—————＿ ． ．鬻 Ｌ 銮 图２改造后水力三通阀驱动水源管位置 ３结论 经运行实践表明，通过对循环水旁滤系统 ＡＭＩＤＡ浅层砂过滤器反冲洗水源的改造、滤料粒径 的更换及水力三通阀控制水源点位置的变更，提高 了过滤系统运行的稳定性，确保了循环水水质，并且 收到了较好的节能减排效果。 收稿日期：２０１４—０３一】７