沉淀过滤一体化设备在循环水系统中的应用

沉淀过滤一体化设备在循环水系统中的应用
摘要：腈纶化工厂循环水场原有的旁滤池是以石英砂为过滤滤料的无阀滤池，反洗水量大，过滤效果差。

为了改变这种状况，我们用沉淀过滤一体化水处理设备来代替无阀滤池。

此设备设计独特，以捕获、截获沉淀、吸附过滤等方式使水质得到澄清，满足了循环水场的旁滤需要。

关键词：沉淀过滤一体化循环水旁滤系统
在工业循环水的处理中，循环水水质的好坏将直接关系到生产装置动力热力设备的安全运行，而旁滤系统是循环水处理至关重要的一部分。

沉淀过滤则是最常用的旁滤处理方式，其处理量通常为循环水量的（2~5）%，可以去除水中大部分悬浮固体、粘泥和微生物等。

一、沉淀过滤一体化设备的工作原理与工作过程
沉淀过滤一体化水处理装置设计独特，运行方式为过滤水由下向上流动，反洗时水由上向下流动，使絮凝、沉淀、过滤的作用有机结合，以捕获、截获沉淀、吸附过滤等方式，使水得到澄清，彻底解决了大流量水体中生物粘泥等悬浮物无法去除的难题，较砂滤、纤维过滤、叠片式等过滤器，具有全自动过滤、高速过滤和高精度过滤、反洗彻底，且适合各种环境的明显优势。

1.絮凝工作状态
水稳剂的作用之一是具有分散性，分散效果越好其杂质的粒径越小，对过滤技术的要求越高。

投加絮凝剂后，过滤水中可以形成大的矾花，从而大大提高过滤效率。

2.沉淀区一工作状态
加入絮凝剂的原水首先进入沉淀过滤一体化水处理设备的沉淀区一后，一部分大的矾花向下运动捕获部分矾花而沉入池底，另一部分未被捕获的矾花向上运动进入下一个单元动态生物膜过滤区。

3.动态生物膜过滤区工作状态
当过滤水进入动态生物膜过滤区后，一部分悬浮物会在膜表面形成动态生物膜，另一部分悬浮物会被膜隔阻而形成大的矾花向下运动并捕获部分矾花沉入池底。

未被捕获的矾花随水继续向上运动进入沉淀区二。

4.沉淀区二的工作状态
由于停留时间延长，在絮凝剂的作用下，进入沉淀区二的悬浮物一部分继续形成大的矾花，另一部分与向下运动的矾花接触而被捕获形成大的矾花向下运动，还有部分未形成大的矾花或未被捕获的细小颗粒进入过滤区。

5.过滤区工作状态
当过滤水进入过滤区后，一部分悬浮物会被滤料截获形成大的矾花向下运动，并捕获部分矾花共同向下运动。

其余部分悬浮物进入滤层后被吸附在过滤区无法进入清水区。

6.反洗工作状态
反洗时，滤层处于完全松散状态，滤料充分散开，冲洗水由上而下，其滤料、动态生物膜及沉淀区中的杂质能被一次性排除，最大限度的提高反冲洗效率，因而清洗彻底，节省大量水源。

二、循环水场沉淀过滤一体化水处理设备运行状况
1.高效率的去除杂质
给排水车间于2010年8月增设一套200m3/h沉淀过滤一体化设备。

2010年11月29日该设备正式投运，过滤水量为设计量的100%。

更换设备后，悬浮物合格率在2010年12月后有了一定的提高，从2010年7月到2010年11月，合格率平均值为61% ，2010年12月到2011年6月，合格率平均值为100%，提升了39个百分点。

运行期间对沉淀过滤一体化设备进、出水浊度与原无阀滤池进行了取样对比分析，发现无阀滤池的过滤流量为100m3/h，而其设计流量为400m3/h，即仅为其设计量的1/4，在这种情况下，其出水平均浊度为9.18mg/L，即去除浊度0.82mg/L。

无阀滤池如果以设计流量400m3/h过滤时，其浊度去除率应该在
0.5mg/L左右；沉淀过滤一体化设备的出水浊度为8.82mg/L，即去除浊度
1.18mg/L。

从以上数据可以看出，沉淀过滤一体化设备去除浊度的效果是无阀滤池按设计流量400m3/h运行时的一倍，比无阀滤池按1/4设计流量即100m3/h运行时的效果还要好。

由于循环水浊度较低，沉淀过滤一体化设备运行时没有加絮凝剂，如果加絮凝剂，出水浊度预计可以达到5mg/L以下。

2.降低反冲洗水量，节省水处理剂费用
2.1无阀滤池反洗水量
无阀滤池面积为5×10=50m2，反洗强度为15l/ m2·s，反洗历时10分钟。

故每次反洗水量为：50m2×15 l/m2·s×（10×60）s =450 m3，无阀滤池平均48小时
反冲洗一次，每年循环水场运行时间为8000小时，则全年反冲洗水量为450×8000÷48=75000m3。

2.2沉淀过滤一体化设备反洗水量
沉淀过滤一体化设备每次反洗水量为210m3，30天反洗一次，全年反洗水量为（210×8000）÷（30×24）=2333m3。

2.3全年节约排污费用
这样全年可节水75000－2333=72667 m3。

1 m3污水处理费按4.5元计算，全年可节约排污费72667×4.5=327001.5元。

2.4全年节省水处理剂费用
循环水水处理剂投加浓度为70克/吨，全年可节约水处理剂6.14吨。

1 吨水处理剂32000元计算，全年可节约水处理剂费32000元/吨×6.14吨=196480元。

2.5改造后产生的效益
改造后每年可节约水、节约药剂费用约为327001.5＋196480=52.35万元。

3.无需要保温，降低了能耗
重力无阀滤池在使用过程中，需要防冻。

北方冬季漫长，从前一年10月份到第二年4月份，无阀滤池一直在室内用暖气保温。

而沉淀过滤一体化设备依靠自身过滤水防冻功能的结构设计，每年可以节省一笔可观的保温费用。

4.无需更换填料
重力无阀滤池的滤料石英砂在使用过程中容易板结，为了保证其处理效果，需要定期清洗，严重的必须更换。

由于装置换热器频繁泄漏，滤料2年需要更换一次。

而沉淀过滤一体化设备则不同，进行强制反冲洗就可恢复其性能，节省了材料费和人工费。

三、结论
沉淀过滤一体化设备是较为先进的循环水过滤设备，与原有的无阀滤池比，具有过滤周期长、高速过滤、高精度过滤、反洗彻底、节水、操作简单、工作量小、占地面积小等优点，在工业水处理中取得了理想的处理效果，可以满足生产需要。

参考文献[1]排水装置操作规程（上册），2011，150.[2]周本省，工业水处理技术，第二版，北京化学工业出版社，2002，25～2.。