鐵前污水處理廠微絮凝過(guò)濾器改造

孟凡娜，楊正斌

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，河北056404）

0 引言

鐵前污水處理廠于2008 年建成，采取的工藝是沉淀池→高密池→過(guò)濾器→澄清池，目的是對(duì)生活區(qū)污水和廠區(qū)污水進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理，以利于廠內(nèi)高爐、發(fā)電設(shè)備等循環(huán)使用，以達(dá)到減少排放，合格排放的目的。其中過(guò)濾器采用的是上海同諾環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)的TNJ 微絮凝凈水器，旨在降低高密池輸送過(guò)來(lái)的水的濁度和懸浮物含量。但是由于在管路設(shè)計(jì)和設(shè)備本體存在嚴(yán)重缺陷，導(dǎo)致試運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了生產(chǎn)事故，故而設(shè)備一直處于閑置狀態(tài)，從未被啟用。污水處理廠也一直是帶傷運(yùn)行，水質(zhì)極不穩(wěn)定。

1 現(xiàn)狀分析

2008 年至今已有10 余年，期間各分廠新建項(xiàng)目眾多，包括動(dòng)力廠CCPP 次高壓鍋爐循環(huán)發(fā)電、10號(hào)發(fā)電以及高爐更新改造等，對(duì)所需要的循環(huán)水水質(zhì)要求越來(lái)越高，過(guò)去的處理工藝已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。而且由于水質(zhì)處理的不徹底，經(jīng)常發(fā)生循環(huán)水堵塞管道，淤泥、綠藻附著設(shè)備等事件，急需對(duì)污水處理工藝進(jìn)行改造，提升污水處理品質(zhì)。通過(guò)對(duì)原有工藝分析和過(guò)濾設(shè)備的實(shí)地測(cè)量、觀察，確定通過(guò)改造重新啟用微絮凝凈水器。

2 確定方案

2018 年3 月，動(dòng)力廠相關(guān)技術(shù)人員入駐現(xiàn)場(chǎng)，由于原污水處理工程建設(shè)并未交工，造成相關(guān)設(shè)備技術(shù)資料、圖紙嚴(yán)重缺失，只能深入現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有設(shè)備和管道進(jìn)行詳細(xì)勘察，無(wú)論是高空、地下管道還是設(shè)備本體內(nèi)部構(gòu)造，全部一一核實(shí)明白。

通過(guò)勘察了解，確定微絮凝過(guò)濾器的處理水原理是：過(guò)濾器上部放置比重相對(duì)較小的濾料，下部為比重較大的石英砂，這樣可以充分發(fā)揮整個(gè)濾層的效率、提高截污能力。當(dāng)膠體顆粒、懸浮物等雜質(zhì)流過(guò)凈水器的濾料層時(shí)，濾料縫隙對(duì)懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于截留在濾料表面。當(dāng)濾料表層截留了一定量的污物時(shí)會(huì)形成濾膜，隨時(shí)間推移過(guò)濾器的進(jìn)出水壓差將會(huì)很快升高，直至出水水質(zhì)劣化。此時(shí)需要利用逆向水流反洗濾料，使過(guò)濾器內(nèi)濾料層懸浮松動(dòng)，從而使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走，恢復(fù)過(guò)濾功能。而在實(shí)現(xiàn)這些功能的設(shè)備設(shè)施設(shè)置以及工藝管道連接上存在很大的問(wèn)題，主要有：

（1）過(guò)濾器設(shè)備本體未安裝壓力監(jiān)控測(cè)量設(shè)施；

（2）與高密池聯(lián)通管道和閥門(mén)切換混亂需要重新梳理；

（3）設(shè)備自反洗系統(tǒng)管道設(shè)置和連接有問(wèn)題，需要重新設(shè)計(jì)；

（4）過(guò)濾器內(nèi)部濾料填充過(guò)高未留反洗空間，需要清除部分；

（5）汽洗管道過(guò)細(xì)，壓力過(guò)低需要重新敷設(shè)，并連接氣源。

雖然存在問(wèn)題很多，但是原過(guò)濾器設(shè)備本體、連接管道、聯(lián)通閥門(mén)等設(shè)備質(zhì)量很好，雖然十余年未啟動(dòng)使用，但是就目前情況，完全符合再次啟用標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行一一整理，利用原有處理方式結(jié)合多介質(zhì)過(guò)濾器的過(guò)濾、反洗模式，制定了改造方案。

3 改造過(guò)程

3.1 對(duì)提升泵和提升水池進(jìn)行了修復(fù)

由于原有處理工藝停止在了高密池階段，使得污水在經(jīng)過(guò)高密池處理后直接進(jìn)入澄清池，未將水由提升泵輸送至過(guò)濾器，造成提升水池和提升泵閑置至今。所以改造項(xiàng)目第一步即清理水池和恢復(fù)提升泵。在組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)水泵、電機(jī)進(jìn)行修復(fù)過(guò)程中，設(shè)備本體改造也在同步進(jìn)行。

3.2 對(duì)距離提升管道最近的2 臺(tái)過(guò)濾器進(jìn)行集中改造

拆除了設(shè)備本體內(nèi)部原有布水孔板上的上、下兩層水帽，開(kāi)拓了過(guò)濾器的上部空間，以利于濾料的反洗上浮。對(duì)出現(xiàn)損壞的布水裝置進(jìn)行了重新焊接拉筋，以加固設(shè)備，并能保證布水均勻。通過(guò)計(jì)算，既要保證過(guò)濾效果，又要保證反洗效果，清理掉過(guò)濾器內(nèi)部濾料約30 t，以保證足夠的反洗空間。另外在設(shè)備本體上重新焊接了排氣管，用以在過(guò)濾器反洗時(shí)排除空氣，防止設(shè)備憋壓，造成設(shè)備損壞。最后，在氣洗入口管上安裝了就地壓力表，在設(shè)備本體上安裝了壓力連接管至變送器。

3.3 重新敷設(shè)反洗管路

過(guò)濾器濾料實(shí)現(xiàn)自反洗的手段是：一臺(tái)過(guò)濾器正常運(yùn)行，其產(chǎn)水經(jīng)過(guò)閥門(mén)切換進(jìn)入到反洗連接管內(nèi)，連接管另一端連接到另一臺(tái)需要反洗的過(guò)濾器底端，通過(guò)自下而上的水流動(dòng)實(shí)現(xiàn)濾料層松動(dòng)，使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走的功能，見(jiàn)圖1。這就要在設(shè)備本體底部開(kāi)孔，連接反洗管道并安裝閥門(mén)，通過(guò)計(jì)算確定孔徑和閥門(mén)直徑為DN300。由于只是小范圍試驗(yàn)，成功后反洗管道還要與所有過(guò)濾器相連，故而反洗管另一端先用盲板堵住，待其他過(guò)濾器改造完成后再進(jìn)行連接。

圖1 過(guò)濾器濾料實(shí)現(xiàn)自反洗

3.4 初步試運(yùn)行

在提升水池、提升泵修復(fù)、提升管道和兩臺(tái)過(guò)濾器改造完成后，對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行了注水，對(duì)濾料進(jìn)行了充分浸泡，隨后進(jìn)行了初步小范圍試驗(yàn)。

（1）打開(kāi)兩臺(tái)過(guò)濾器進(jìn)水氣動(dòng)閥門(mén)，緩慢開(kāi)啟手動(dòng)閥門(mén)，向凈水器內(nèi)注水。

（2）待排空氣門(mén)開(kāi)始出水，打開(kāi)凈水器產(chǎn)水門(mén)，關(guān)閉排空氣門(mén)。設(shè)備進(jìn)入制水階段。

（3）監(jiān)測(cè)過(guò)濾器出水水質(zhì)，由于原濾料壓實(shí)交重，臟污程度較深，造成出水水質(zhì)非常惡劣，濁度測(cè)量因超過(guò)量程無(wú)法測(cè)量。

（4）反洗操作：

①關(guān)閉一臺(tái)過(guò)濾器運(yùn)行入口門(mén)和產(chǎn)水門(mén)，打開(kāi)反洗排污門(mén)（手動(dòng)門(mén)、氣動(dòng)門(mén)都打開(kāi)）。

②打開(kāi)進(jìn)氣氣動(dòng)閥，利用進(jìn)氣手動(dòng)門(mén)控制進(jìn)氣量，逐漸調(diào)整進(jìn)氣量盡量開(kāi)大，以不漏濾料為準(zhǔn)。空氣擦洗5 min，關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)。

③打開(kāi)過(guò)濾器的反洗聯(lián)通門(mén)，反洗20 min 后，打開(kāi)取樣門(mén)，取樣觀察、化驗(yàn)反洗效果。發(fā)現(xiàn)效果不明顯，出水依然混濁。

④重復(fù)以上反洗操作步驟，繼續(xù)空氣擦洗5～10 min，水力反洗20～30 min，與此同時(shí)取樣觀察，測(cè)試反洗效果。

第一天和第二天的出水濁度（NTU）見(jiàn)表1。

表1 第一天和第二天的出水濁度（NTU）

經(jīng)過(guò)14 h 的空氣擦洗和水利反洗，最終反洗出水清澈無(wú)雜物、無(wú)異色，化驗(yàn)濁度＜5。

⑤正洗，即關(guān)閉反洗聯(lián)通門(mén)，打開(kāi)入口門(mén)和正洗排污門(mén)觀察水質(zhì)。

⑥正洗約1h 后，出水濁度達(dá)到4 個(gè)NTU。打開(kāi)運(yùn)行出口門(mén)，關(guān)閉排污門(mén)正式制水。

反洗過(guò)后的過(guò)濾器制水質(zhì)量明顯提升，將高密池出水濁度的20-30NTU 降低到了3-8NTU。

相同方式對(duì)另一臺(tái)過(guò)濾器進(jìn)行了反洗操作，最終兩臺(tái)過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)正常制水。

小范圍的運(yùn)行取得了非常好的效果，之后仿照已經(jīng)改造成功的兩臺(tái)樣板過(guò)濾器，動(dòng)力廠抽調(diào)六個(gè)車(chē)間近百人，對(duì)其余9 臺(tái)過(guò)濾器進(jìn)行設(shè)備改造。

4 最終效果

全部改造完成后，經(jīng)過(guò)反洗、正洗操作，10 臺(tái)過(guò)濾器全部投入運(yùn)行。每臺(tái)過(guò)濾器出水濁度都降到了5NTU 以下，總出水較高密池出水濁度降低了10-20NTU。

5 效益分析

經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的此次改造運(yùn)行，使得污水處理產(chǎn)水顆粒、懸浮物、淤泥含量大幅度降低。另外，每臺(tái)過(guò)濾器的處理能力也由原來(lái)的150 t/h 提高到了300 t/h，全部運(yùn)行可處理污水3 000 t/h，可實(shí)現(xiàn)生活區(qū)廢水的全部回收，為以后的污水回收打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

過(guò)濾后的水被廣泛應(yīng)用于汽輪發(fā)電機(jī)、汽輪鼓風(fēng)機(jī)和凝汽器、冷油器等設(shè)備循環(huán)使用，能夠有效緩解之前水管淤泥堵塞、冷卻設(shè)備效果不佳、結(jié)垢頻繁等問(wèn)題。以7#電為例，捅一次凝汽器需要至少2 天時(shí)間，每年少捅1 次可多發(fā)電：2.5 萬(wàn)kW×48 h=120 萬(wàn)kWh，折合人民幣120×104kWh×0.68 元/kW=81.6 萬(wàn)元，還有4#、5#、10#電共計(jì)207.18 萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

污水處理水質(zhì)的提升一方面提高了循環(huán)水使用品質(zhì)，不僅可以降低相關(guān)水處理藥劑的投加量，降低工業(yè)新水的補(bǔ)給量，還可以大幅降低循環(huán)水污水排放量；另一方面還避免了水體的二次污染，對(duì)水質(zhì)的提升具有非常明顯的環(huán)保意義。