淺談旁濾過濾器改造技術

呂寶成

（華亭煤業集團有限責任公司聚丙烯項目籌建處，甘肅平涼 744100）

1 陶瓷膜管過濾器簡介

某公司現有12 臺旁濾過濾器，其陶瓷膜管規格為Φ150×980×30，數量294 支/臺，S=0.46 m2/支，單支膜管產水量0.7～1.0 m3/h，膜管重量17.8±0.5 kg/支。

過濾器內部的多孔板成井字形或梅花形并列安裝多支陶瓷膜管，每根過濾單元由3 支陶瓷膜管豎直串聯而成。被過濾的循環水從設備底部進入，經布水器分流來水再經多孔板均勻配水后，被處理的循環水從陶瓷膜管內進入，經膜壁過濾截污，被過濾的水從膜管外壁流出，膜管外壁流出水為合格水。循環水中細小的懸浮物、雜質及部分有機物被膜管攔截，留在膜的內孔，隨著過濾時間的延長，過濾阻力也同時增大。當進水壓力及出水壓力差達到0.05 MPa 或過濾器運行時間達到設定值時，反沖洗機構中電機轉動，各相應閥門啟動，按程序關閉運行，反洗水從膜管外向膜管內反洗進行清洗，截留于膜管內的懸浮物從反洗排水口流出。

此設備缺點是陶瓷膜管加工周期長、制作成本高、易碎，且安裝技術要求嚴格，檢修難度大。年需要膜管3528 支，全部膜管更換費用約300 萬元。

2 改造事由

年初進行調試運行時發現12 臺旁濾過濾器出水濁度均不達標，經技術人員檢查后，確認為安裝不合格。隨后公司安排施工單位對陶瓷膜管重新安裝，并由廠家技術指導，于7 月初安裝好第1 臺過濾器。7 月中旬由質檢中心按不同時間段分2 次從出水口采樣化驗，測出的出水濁度達到3 NTU 以下，最好時達到2.70 NTU，出水量為200 t/h。至8 月初又陸續安裝11 臺過濾器。

經過近1 個月的試運行，過濾器的出水濁度和出水量均能達到設計標準。但維護設備正常運行投入的人力多，維護費用相當大，且需要專人看護運行參數的變化，如需經常調節進水壓力，保持在0.30 MPa 左右。經與設計院、設備廠家的技術人員反復研究探討，根據現場參數及技術要求提出適應性改造方案，建議將該過濾器的濾芯料由陶瓷膜管濾芯改為多介質濾料，將整體設備改造為中速機電一體化多介質旁濾過濾器。多介質過濾器的特點是運行穩定，濾料受壓抗壓能力強，運行時可無人看護，容錯率大，不會造成破壞和損失，只需由程控設備自動控制即可，同時完全能滿足循環水水質要求，更能切實有效地降低運行及維護費用。

3 改造要求

將現有陶瓷膜管過濾器改造為中速機電一體化多介質過濾器。改造后單臺過濾器產水量達到200 m3/h，進水濁度在20 NTU的情況下，出水濁度可滿足5 NTU 的出水要求，可保證長期高效的運行。控制系統利用現有程控系統進行改造，改造后為全自動控制方式。

4 改造內容

預制Φ88×δ25 孔板，孔板周邊打磨坡口，數量依據每臺過濾器內件中的孔數確定，并保持余量及精度，現場拼焊采用單面焊形式；預制拆除中心導流管后留下孔洞的孔板，孔板規格為δ25，數量1 個/臺；預制進水配水、出水配水接板，進水配水接板規格為Φ800×δ8，數量1 個/臺，出水配水接板規格為Φ600×δ8，數量1 個/臺。

4.1 內部改造

拆除內部所有陶瓷膜管、連接件，鏟除、磨除下部多孔板固定接管等，拆除中心導流管，拆除上部孔板。堵焊Φ88 的孔板，焊接上平面與孔板持平，焊接中心導流管預制好的孔板，焊接上平面與孔板持平。在打磨平整的花板上打Φ34 的孔，每臺打孔數量為330 個。焊接進出水擋水板、濾板支撐件等。罐體清理及內部防腐，外部也做防腐處理。安裝水帽，數量330 個/臺。

4.2 外部改造

外部管道改造按常規中速過濾器設計，現有外部管道需作修改，變動較大。從上封頭引出的主管道有2 個接口，1 個是進水管、1 個是反沖排水管，從上封頭引出的排氣管可完全利用不作變動，接管規格為DN200，中間排水接管和內部擋板取消。從下錐底引出的主管道有4 個接口，分別是出水管、反沖進水管、正洗排水管和反洗進氣管，接管規格除反洗進氣管規格為DN125 外，其他均為DN200。外部進水主管道也作相應調整改動，新增反洗進氣主管，規格為DN150，并配套增加1 臺12 m3空氣儲罐及附件，壓力為0.15 MPa。控制系統相應調整改動，程序變動較大。

4.3 濾料裝填

濾料總裝填高度為2200 mm，其中無煙煤裝填高度為1400 mm，石英砂裝填高度為800 mm。單臺從上往下布局：無煙煤濾料，粒度0.8～1.8 mm，裝填高度1400 mm；石英砂濾料，粒度0.5～1.0 mm，裝填高度400 mm；卵石墊層，粒度1.0～2.0 mm，裝填高度200 mm；卵石墊層，粒度2.0～4.0 mm，裝填高度100 mm；卵石墊層，粒度4.0～8.0 mm，裝填高度100 mm。

5 多介質過濾器操作要求

5.1 過濾器改造

將12 臺Φ3000×7200 陶瓷膜管過濾器改造為中速機電一體化過濾器，型號為ZSL-3.0，改造后單臺設備技術參數見表1。

5.2 設備運行控制

設備進出水、反洗等全部采用PLC 自動控制，滿足集中操作。1 臺過濾器在反洗過程中，5 只主控閥（電動閥）和2 臺反洗動力裝置（反洗泵）的動作程序和時間說明如下：反洗開始，關閉進、出水閥，同時打開排水閥，5 min 后啟動反洗泵，0.5 min 后打開反洗進水閥，3 min 后打開反洗進氣閥，8.5 min 后關閉進氣閥，3 min 后停止反洗泵，1 min 后關閉排水閥及反洗進水閥，同時打開進水閥。1 min 打開進水閥，反洗完畢，投入運行。2 臺或多臺過濾器均按平均時間控制依次逐個反洗，總反洗周期設定為24 h（可調）。

表1 中速機電一體化過濾器技術參數

5.3 設備結構

（1）上布水區。容器內部設置的配水裝置，配水裝置布置位置高于濾層最大反洗膨脹高度，以防止濾料跑砂，同時保證反洗污物排出。

（2）中心過濾室。選用無煙煤及石英砂濾料填充。

（3）下出水區。濾料下部的集水裝置為多孔板濾帽式，排水濾頭采用氣水反沖洗加強型。避免結構復雜并考慮易安裝，保證過濾器內無防腐死區。

（4）反清洗區。反洗時采用水沖洗及氣沖洗，氣水混合沖洗使濾料相互搓動，讓濾料上的污物脫離，再用水反洗，再生徹底。

（5）過濾器本體。采用上下封頭，內壓式容器結構。底部采用多孔板上組裝排水濾頭的集水裝置。

5.4 裝填濾料

濾料是確保水質處理效果的關鍵，為此必須嚴格采用規定的濾料，保證濾料技術性能及規格，不能隨意降低濾料標準。在開始裝填濾料前，必須對過濾器內部進行清掃，并沖洗干凈。為確保各層濾料高度要求，防止濾料裝填混亂，在裝填濾料之前，需在過濾器內壁圓周上按各層濾料裝填高度用油漆劃線。之后按濾料的粒度級配要求分層裝填。裝填濾料時，操作人員需進入過濾器內部工作，以便各層濾料按規定的要求均等地裝填，當每層濾料達到劃線位置時，必須把濾料耙平，使每層濾料按規定的厚度均等地鋪遍在過濾器內，并嚴格檢查核對所填的每層濾料是否符合各項要求。

（1）濾料裝填的順序。必須嚴格地按從下到上的層次逐層裝填濾料，嚴禁亂層及混料鋪設。

（2）濾料的補充及更換。濾料連續使用后，需將其截流物定期反洗干凈，使濾料恢復良好的過濾作用。濾料長期工作，會有破損，如操作不當會有“跑料”發生，為此需定期檢查濾料狀況，如有虧料情況，需及時補充。如濾料運行時間過長，出水水質長期不清或濾料層發生亂層，則需更換或重新配濾料。

6 結束語

經現場測試單臺設備的產水量不低于200 m3/h。在進水SS（懸浮于水中的固體物質的含量）不大于100 mg/L 的前提下，出水濁度達到3 NTU，最好可達到2.70 NTU。系統運行反沖洗耗水率≤1%。達到改造設計要求。

ZSL 型機電一體化多介質中速過濾器具有過濾速度高、處理水量大、占地面積小等優點，在循環供水系統中使用，可改善水質、提高水的循環利用率，實現了濾料除懸浮物、除油、再生利用的功能，使用周期達10 年以上。本項目每年節約維修費用在300 萬元左右。