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高效纤维过滤器在化学水处理中的应用
来源:http://www.rfilter.com/  发布时间:2013-08-05 23:25:13  点击数:2854

    以纤维为滤料的高效纤维过滤器与以石英砂为滤料的过滤器相比,具有过滤效率高、滤速快、截污容量大、周期制水量大、自耗水低特点,同时解决了原工艺流程中存在的问题,有较高的经济效益及社会效益。如能改进滤料的清洗技术。

    生水过滤系统是纺织厂化学水处理的重要环节,生水水质的好坏直接影响着后续设备的正常运行及除盐水的水质,从而关系到纤维丝束的质量。我厂软水站原系统设计最大出力为420t/h,由于扩建工程的需要,外供除盐水量的增加,生水水量相应增加及水质要求的提高,原有的7 台处理能力为60t/h的机械过滤器已无法满足生产需求,且系统存在问题,改造已成必然。经过调研和充分论证决定采用一种新型的束状软填料———丙纶纤维材料为滤料的压力式高效纤维过滤器。    

1 生产系统工艺现状及问题分析    

1.1原工艺流程     原生水是由水厂经粗滤后送至软水站,水厂粗滤后的水浊度在1.5~ 3mg/L,由于浊度过高无法直接进行软化,因此软水站必须经机械过滤器过滤,经软化罐软化后制成除盐水送至生产车间。机械过滤器是采用颗粒状石英砂为滤料,利用清水泵加压,形成等速压力式机械过滤器。再由后续水处理设备(除盐水处理系统)制成除盐水。    

1.2原系统存在的问题    

1)由于系统来水水质恶化,7台机械过滤器积泥垢十分严重,影响除盐水供给;常需停运一台进行检修,而6台机械过滤器出水量无法保证生产用水,降低了离子交换器的周期制水量,增加制水成本。    

2)机械过滤器反洗自用水消耗量大,操作难度大,极易造成击窜或反洗时带走大量的石英沙,之后过滤效果明显下降,只能停车检修,造成极大浪费。    

3)机械过滤器处理能力为60t/h,且颗粒状滤料进行过滤,其过滤精度受滤料粒径限制,其出水浊度高,滤料的清洗操作过于繁重;轻易产生板积,更换滤料频繁,劳动强度大。    

2 可行性分析    

为了解决原系统存在的问题,经过调研分析,我们本着工艺技术领先的原则,对石英沙机械过滤器改造成高效纤维过滤器。单台高效纤维过滤器设计出力为90t/h。    

高效纤维过滤器的工作原理:     高效纤维过滤器是一种将下端挂有重坠的膨化纤维长丝(D20~50μm)束丛,悬吊于设在过滤器上部的多孔板上充当过滤介质的过滤设备。在纤维束丛中贴近多孔板的部分设置有若干个胶囊,过滤时先向囊内充水,形成加压室,强行挤压四周的纤维束使之密实,然后水流自下而上穿过纤维孔隙,进行上向流过的操作。    

    清洗时先排尽囊中的水,撤消对纤维束的挤压,使纤维束丛在重力和膨化纤维的弹力联合作用下恢复其膨松状态,然后进气、水联合拌动擦洗。由于用作滤料的纤维是一种能弯曲而柔软的材料,其滤料直径可达几十微米,并且在滤料层中存在着大量的缝隙空间,在过滤操作过程中,通过控制对纤维束的挤压条件就可以得到不同的纤维孔隙率,过滤器的效率和阻力就可以控制在设定的范围内,解决了传统的过滤设备无阀滤池、虹吸滤池、机械式过滤器等均采用颗粒状滤料如石英砂进行过滤,其过滤精度受滤料粒径较大限制的问题。微小的滤料直径,极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量。    

3 实施    

3.1工艺流程    

在过滤器运行前,将囊充水,以保证加压室达到设定压力。在过滤器启动时必须预运行,检测出水浊度合格后方能正式投入运行。过滤器运行过程中,对流量的调节必须平稳,防止流量突变使过滤产物被“带出”,而造成出水浊度超标。过滤器的清洗过程为:胶囊排水→打开排气阀,反洗入口阀和反洗排水阀→打开压缩空气阀进行反洗(反洗25~35分钟)→打开正洗入口阀和正排阀(正洗15~25分钟)进行正洗→关闭压缩空气阀和正洗入口阀,待用五个步骤。    

3.2运行状况    

该过滤系统自2008年10月15日在水处理系统投用至今。为了把握运行规律,使该过滤系统能够安全、高效、合理运行,我们对过滤器的运行周期进行了试验。    

对单台过滤器失效控制采用三参数控制:    

1)进出口压差≥0.1MPa;    

2)出水浊度≥1mg/L;    

3)设定周期累计制水量。满足其一确认其失效。    

由于来水受季节的影响,春秋两季雨水大,水场出水浊度有些偏高,因此周期制水量也有所不同,单台周期制水量在3000~4000t之间能保证出水的水质。来水浊度最大达5mg/L,最小只有1.2mg/L,但出水浊度可以达到要求。过滤器在任何情况下都能起到截留作用。对后续工序起到保护作用。    

4 经济效益及社会效益    

生水系统经过改造运行四年半来,解决了原工艺中存在的问题,提高了出水水质及水量,降低了生产成本。    

1)水耗计算:高效纤维过滤器周期制水量大,反洗水耗小,减少了水耗,降低了排污量。    

高效过滤器全年反洗水量=单台反洗耗水量×全年反洗个数=80×1278=102240t    

机械过滤器全年反洗水量=单台反洗耗水量×全年反洗个数率=60×2555=153300t    

高效过滤器全年节约水量=(机械过滤器全年反洗水量-高效过滤器全年反洗水量)=153300-102240=51060t    

全年节约排污费=2.87×51060≈14.7万元    

2)工艺效果:高效纤维过滤器的出水水质有了提高,使出水浊度稳定并小于0.7mg/L,减少了阳离子交换器的负担,可有效地提高离子交换器的周期制水量,降低盐耗,减轻了对树脂的染。   

3)减少了反洗次数,机械过滤器24小时反洗一次,高效过滤器48 小时反洗一次,减轻了工人的劳动强度。    

4)解决了机械过滤器停车检修频繁,更换滤料等大强度劳动。在改造四年半来未停车检修过,节约了检修费用,降低了工人的劳动强度。

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