自壓反沖洗技術在降低核桃殼濾罐能耗中的應用

王婷（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

目前污水處理站處理工藝采用攪拌式核桃殼濾罐處理工藝，該工藝過濾效果好，但由于采用反沖泵吸水沖洗工藝，能耗較高。因此，從現有工藝出發，研究新技術克服攪拌式核桃殼濾罐處理工藝能耗高的問題。

1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗現狀

某污水站2001年投產12 座核桃殼濾罐，在2003年、2006年兩次對濾罐的內部工藝進行改造。濾罐反沖洗方式一直采用反沖泵吸水沖洗，即反沖洗時啟動反沖泵，反沖泵吸收反沖洗水罐內的水沖洗濾罐，同時啟動濾罐的頂部攪拌器，沖洗后污水排至回收水池。反沖洗排量為160 m3/h，反沖洗時間為30 min，反沖洗周期為24 h。攪拌式核桃殼濾罐反沖洗工藝流程見圖1。

圖1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗工藝流程

該工藝存在的不足：

◇反沖洗結束后，濾層恢復較慢，需要3～5 h后濾層才能恢復正常；

◇反沖洗周期短，反沖洗周期在19 h 左右；

◇對濾罐內部的沖擊較大，濾罐內部附件損壞快，濾料流失大；

◇工人操作時勞動強度大；

◇能耗較高，需要專門運行1 臺反沖洗泵。

鑒于以上原因，如果在保證水質的前提下，利用罐群余壓完成反沖洗操作，停運反沖洗泵，可以避免上述問題，并減少能耗。因此，開展了核桃殼濾罐利用自壓反沖洗技術來降低能耗。

2 攪拌式核桃殼濾罐自壓反沖洗試驗

2.1 攪拌式核桃殼濾罐反沖洗的生產參數

某污水站的正濾進出口壓差為0.1～0.12 MPa，反沖洗進出口壓差為0.06～0.08 MPa，設計處理能力30 000 m3/d，實際處理能力25 000 m3/d。因此，該站具備應用濾罐自壓反沖洗技術的條件。某污水站試驗前污水處理數據見表1。

表1 污水站試驗前污水處理基礎數據

2.2 試驗方案

在某污水處理站任意選取相鄰的兩座濾罐進行試驗。兩座濾罐編號為A 和B。試驗分兩個階段：

◇完全自壓（利用罐群余壓）反沖洗階段，反沖洗周期為22 h，反沖洗其他操作參數與平時泵洗時相同；

◇泵洗和自壓反沖洗同時進行，反沖洗參數與第一階段相同。

兩個階段均在反沖洗前取一次濾后水樣，反沖洗后每1 小時取一次濾后水樣，進行濾后水指標對比。

3 現場試驗效果對比

第一階段：完全自壓反沖洗，即不啟動反沖洗泵，完全靠罐群余壓進行反沖洗。進行連續試驗一段時間，每日早上反沖洗完畢3 h 后，濾后水質含油為16 mg/L，7 h 后濾后水質含油降到10 mg/L 以下，8 h 后降到最低3.2 mg/L，22 h 后水質含油超標。與試驗前相比，自壓反沖洗濾后水質含油也可達標，試驗數據見圖2。

第二階段：泵洗和自壓反沖洗同時進行。試驗連續進行2 天。為了避免因濾罐內部差異影響試驗結果，因此這一階段分兩步進行。第一步對A 濾罐進行自壓反沖洗，B 濾罐進行泵洗，監測濾后水中含油。試驗數據見圖3。

圖3 第二階段試驗第一步濾后水含油曲線

第二步對A 濾罐啟動反沖泵進行反沖洗，B 濾罐自壓反沖洗，監測濾后水中含油。試驗數據見圖4。

通過試驗發現，自壓反沖洗濾罐濾后水含油的總體趨勢低于泵洗濾罐濾后水含油。

圖4 第二階段試驗第二步濾后水含油曲線

4 效果分析

圖2 第一階段完全自壓反沖洗濾后水含油曲線

1）自壓反沖洗方式比泵洗濾層恢復快。自壓反沖洗后2～3 h 濾后水含油可達標，泵洗3～5 h 后方可達標。

2）自壓反沖洗方式比泵洗反沖洗周期長。自壓反沖洗周期在22～24 h 之間，采用泵洗反沖洗方式反沖洗周期在19～24 h 之間。

3）自壓反沖洗方式比泵洗濾后水中含油稍低。在一個反沖洗周期內，自壓反沖洗濾后水含油總體趨勢低于泵洗。

4）自壓反沖洗方式比泵洗對濾罐內部的沖擊小。自壓反沖洗反沖進出口壓差為0.04 MPa，泵洗進出口壓差為0.06 MPa。

5）自壓反沖洗方式流程簡化，勞動量降低。反沖洗1 座濾罐可以少操作4 個閥門，少運行1 臺反沖泵，12 座濾罐少操作48 個閥門。少運行1 臺反沖泵全年節電8.1×104kWh。

通過試驗證明利用罐群余壓進行反沖洗完全可行，該方法目前已經在4 座污水處理站推廣，取得了很好的效果。

5 結論與認識

攪拌式核桃殼濾罐在一定條件下可以不啟動反沖泵實現自壓反沖洗，并且可以少運行1 臺設備，降低污水耗能，同時減輕工人勞動強度。

在目前的生產實際中，采用自壓反沖洗方式，按照目前的反沖洗參數進行反沖洗，濾前水含油達60～70 mg/L，濾后水含油可以達到16 mg/L 以下，在夏季生產時可以達到10 mg/L 以下。濾前水含油超過100 mg/L 時，在冬季生產，濾后水含油有時超標，建議縮短反沖洗周期，采用泵洗與自壓反沖洗相結合的方式。