除鹽水新增纖維過濾器的技術改造過程研究

趙 輝

（神華寧夏煤業集團煤炭化學工業分公司公用工程管理處，寧夏 靈武750411）

0 引言

寧夏神華寧夏煤業集團煤炭化學工業分公司烯烴公司除鹽系統（工業水制除鹽水）及凝水回收系統，其功能為向動力站鍋爐及化工裝置提供合格的除鹽水。除鹽水規模外供除鹽水量：正常2782m3/h，最大量3150m3/h。烯烴除鹽系統工藝：新鮮工業水-超濾-反滲透-陽床-陰床-混床-供除鹽水。

新鮮工業水水源地為鴨子蕩水庫，再經鴨子蕩水庫水系統混凝沉淀+砂濾處理。鴨子蕩水庫水系統因受各種因素影響，出水濁度經常超標，使工業水中膠體和藻類急劇增加。尤其在2012年9、10、11月和2012年1、5、7月工業水濁度為6-20NTU（設計≤3NTU，見工業水質表）嚴重超標，引起超濾系統污堵，超濾雖經化學清洗可以恢復超濾制水量，但制水量衰減過快，化學清洗周期過短，清洗頻繁。不僅造成制水量降低，而且縮短膜使用壽命；同時也引反滲透一段膜生物污堵，壓差過高，制水量減低，化學清洗周期過短，清洗頻繁，也影響膜使用壽命。從而從源頭就影響了原水制脫鹽水的制水量，使除鹽系統外供除鹽水急劇減少，除鹽水水質超標，多次造成生產裝置降低負荷運行。

表1 工業水質表

這就迫切需要在超濾工藝前增設“吸附”單元，延緩雙膜通量衰減、壓差上升等問題，進而降低雙膜系統的化學清洗頻次，降低清洗藥劑成本，保障其使用性能和延長使用壽命。

1 項目改造方案

1.1 預處理“吸附”單元工藝選擇

對于地表水而言，多介質或單介質（石英砂）過濾器濾速一般選擇6-8m/h；

烯烴除鹽水裝置單套反滲透產水180m3/h，共9套，總產水量為：1620m3/h。按75%回收率計算，反滲透進水2160m3/h；

超濾回收率按95%計算，超濾進水2274m3/h；

超濾回收率按90%計算，超濾進水2400m3/h；

因此，增加砂濾器幾乎沒有可行性，占地太大，投資費用較高。

1.2 纖維過濾器計算

近些年發展起來的纖維過濾器，突出特點是濾速高，（20-40m/h），所以建議采用這種過濾器較為可行。

烯烴除鹽水裝置2013年陽床改造項目替換下線的離子交換器，共8臺。直徑Φ3200mm，按40m/h濾速計算，每臺最大產水量320m3/h,8臺產水量：2560m3/h，這完全滿足所需要的處理量。因此，改造替換下線的8臺離子交換器，作為纖維過濾器使用，從處理量上來講是可行的。

1.3 工藝流程方面

本預處理工藝設置在生水泵至自清洗過濾器之間。過濾器進口取自生產水泵房內生產水泵出口管線，過濾器出口接至自清洗過濾器進口管線，在過濾器進、出口管線之間的原管線上加裝切斷閥進行隔離，使本預處理工藝并入裝置的工藝流程中。

2 項目改造內容

2.1 自適應高效過濾器

（1）設置8臺直徑為Φ3200mm的自適應高效過濾器（采用新型彗星式纖維濾料），每臺正常出力為320m3/h，運行濾速為40m/h，最高濾速不超過50 m/h。

（2）過濾精度：≥5um懸浮物去除率95%以上。

圖1

（3）所有內部管路采用法蘭與本體連接，并考慮檢修和部件更換的便利，內部部件的材質均符合規定要求，緊固件等應同內部管件材質相當。

（4）配套兩臺反洗羅茨風機，一用一備，采用國產名牌產品。

（5）每臺過濾器設置一臺就地儀表操作盤，在就地盤上可讀出有關工藝參數，進行必要的操作。

2.2 自適應高效過濾器配套設施：

過濾器反洗水利用反滲透濃水，這樣對原有系統的水平衡影響最小，因此需新增反洗水箱一臺，反洗水泵兩臺，反洗風機兩臺。反洗后廢水利用地溝排入原系統超濾反洗水池。配套設備技術參數如下：

（1）反洗水箱

數量：1臺，材質：碳鋼內防腐，有較容積：100m3

（2）反洗水泵：數量：2臺（一用一備），流量：230m3/h揚程：20m

功率：22kw

（3）反洗風機：流量：29m3/min，揚程：70kPa功率：55kw

2.3 改造圖（圖1）

3 項目效益預測

3.1 直接經濟效益

（1）降低雙膜化學清洗頻次，減少自耗水量，節約清洗藥劑費用。

（2）因污堵速率低，使系統制水周期長，每個清洗周期間的制水累計量大。

3.2 間接經濟效益

（1）保障雙膜使用性能，使系統產水水質有保證。減輕后續離子交換系統壓力，使其制水周期長，床體再生頻次低，進而減少再生自耗水量，節約再生劑費用。

（2）延長設備使用壽命，減少設備磨損，降低設備維修率。進而降低備件更換費用和設備維修費用。（含雙膜系統、化學清洗系統、離子交換系統、離子交換再生系統等）。

（3）降低操作人員勞動強度，降低誤操作的可能性。使裝置長時間安全平穩運行。

4 結束語

現有烯烴除鹽水反滲透的預處理工藝，只采用了超濾裝置，整套工藝沒有前段的“吸附”單元，僅靠超濾只能夠完成大部分膠體的截留，仍有一部分膠體會漏至反滲透系統。帶來超濾通量衰減快，反滲透一段壓差上升快的問題。在超濾前段設置了纖維過濾器，作為超濾裝置的預處理工藝，其主要原理是通過濾料表面（非常大）吸附作用，凈化水中的膠體物質，這種工藝非常可靠。在延緩雙膜通量衰減、壓差上升等問題上起到較大的作用，進而降低雙膜系統的化學清洗頻次，降低清洗藥劑成本，保障其使用性能和延長使用壽命。

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