污水過濾器濾料清洗工藝及裝置研究

張海軍 程浩

摘? 要：設計一套污水過濾器濾料清洗工藝及裝置。主要目的在于通過循環清洗，解決現有污水過濾器采用罐內反沖洗方式對濾料進行沖洗存在清洗不徹底的問題。本清洗工藝將污水過濾器內的濾料進行循環清洗，能夠將板結的濾料重新溶解分散除油，并且不影響其它過濾器運行，保證濾料的過濾性能。

關鍵詞：濾料、藥劑、裝置、清洗、除油

前言 我廠污水處理系統主要采用三種處理工藝，分別為活性污泥生化處理+膜過濾、接觸氧化生化處理+過濾器、沉降+過濾器。其中沉降+過濾器實際污水處理量約占總處理量的78.4%，沉降+過濾器工藝處理效果是我廠注水水質能否提升的關鍵，其核心工藝設備為過濾器，主要包括雙濾料過濾器、精細過濾器以及砂濾。故加強對過濾器的日常維護管理對提升水質具有十分重要的意義。過濾器隨著使用時間的延長，其內部濾料逐漸被浮油和雜質附著，使濾料板結，過濾效果變差，進出口壓差急劇升高，影響出水量及出水水質，本工藝研究的的主要目的就是解決過濾器的使用與維護過程中存在的上述問題。

一、過濾器維護方法存在的問題及原因分析

通過2015年至2019年對廠在用污水處理站的跟蹤發現，污水處理站過濾器濾料更換周期為1.5年，過濾器進出口壓差最高時可達0.3Mpa，嚴重時過濾器過水基本為0，無法滿足正常生產。通過查看更換出的濾料狀況發現，濾料被油污包裹嚴重，板結現象嚴重。主要原因是日常維護手段單一，依靠反沖洗或加藥浸泡的方法對濾料進行維護。隨著濾料使用時間的增加，反沖洗無法徹底將濾料層內的污油及雜質沖洗排出罐內，而加藥浸泡方法藥劑浸泡后即排走，無法循環利用，藥劑利用率低，效果也不理想。

二、清洗工藝原理與裝置組成

清洗裝置與過濾器對接形成一個循環系統，同時適配有效的清洗劑，通過一定周期的循環，將濾料表面附著的污油、泥質、膠質等附著物不斷地置換出過濾罐，利用油水差異性，通過裝置將洗出污油從清洗液中分離出后，清洗液繼續進行循環使用，從而延長濾料的使用壽命，減少廢濾料的產生量，同時也提高清洗藥劑的使用效率，清洗后的過濾器可快速投產，操作簡便。清洗裝置的主要組成為藥劑箱，收液箱，收油箱，攪拌機，連通閥，循環泵，溶氣泵，排污口等。

三、現場應用

3.1清洗藥劑篩選

對我廠精細過濾器濾料進行取樣，設計三種清洗劑配伍方案，分別對濾料表面附著物的油質、膠質等主要成分進行清洗，并篩選出清洗效果最好的方案。篩選方法與過程如下：稱取100g同一批次已污染濾料（金剛砂）放入250ml燒杯中，加入配比清洗劑恒溫（40℃）浸泡12小時，取出手動晃動30秒，把濾料清洗液倒到另一燒杯中，在濾料中繼續用200ml清水沖洗，一并收集在濾料清洗液燒杯中濾紙過濾，待過濾后把濾紙折疊包裹過濾物，放入烘箱在102℃2小時烘干稱重并減去濾紙的重量，記錄重量。采用不同藥劑方案重復以上過程洗出物重量記錄如下：

方案一：5g油田濾料清洗劑加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實驗，洗出物平均質量0.36g。

方案二：4.5g油田濾料清洗劑，0.5g助洗劑，加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實驗， 洗出物平均質量0.384g。

方案三：4.0g油田濾料清洗劑，0.5g分散劑，0.5g助洗劑二加入95g水配成5%的清洗溶液對濾料浸泡清洗實驗，洗出物平均質量0.729g。

最終確定方案三清洗效果最優，現場應用清洗藥劑確定采用方案三配方。

3.2現場試驗

本項目選取W2污水處理站做為試驗地點，對使用期2年的過濾器濾料進行清洗，結合現場實際情況及方便實驗數據對比，將W2污水過濾器分為兩組，每組各1臺雙濾料過濾器及1臺精細過濾器。對1#組進行濾料清洗，2#組進行正常使用。試驗步驟如下：

步驟1：試驗前，對1#組過濾器進出口取水樣化驗。

步驟2：將1#組的雙濾料過濾器與在用流程斷開，并與清洗裝置連接后進行循環清洗，其余過濾器正常使用。清洗1天后，對清洗裝置收油，對雙濾料過濾器進行反沖洗后停用。

步驟3：將1#組的精細過濾器與在用流程斷開，并與清洗裝置連接后進行循環清洗，2#過濾器正常使用。清洗1天后，對清洗裝置收油，對精細過濾器進行反沖洗后停用。

步驟4：將1#組過濾器投入使用，分別對1#組與2#組過濾器進出水進行取樣化驗含油。

步驟5：視清洗效果，重復步驟2至步驟4過程。

步驟6：分別取1#組與2#組濾料及濾芯進行對比。

3.3清洗效果分析

通過兩輪試驗清洗，1#組清洗后雙濾出口平均含油比清洗前降低4.7mg/L，回收污油約48升。精濾出口平均含油比清洗前降低6.6mg/L，回收污油約96升。同時通過對洗出液進行觀察，明顯可見洗出污油。對取出后濾料進行對比，2#組未清洗濾料呈板結狀，塊狀濾料多，1#組清洗濾料呈分散狀，表面油污較未清洗組大量減少。

3.4經濟分析

W2污水處理站濾料更換周期為1.5年，2臺雙濾料過濾器單次更換濾料費用約為 22萬元，兩臺精細過濾器單次更換費用約為33萬元。一套清洗裝置可以對應4臺過濾器使用，清洗裝置造價約為9萬元。按清洗裝置延長4臺過濾器濾料使用0.5年。2年可以節約成本約8萬元，設備費基本可以收回。

四、結論認識

該套工藝及裝置運行壓力低，清洗過程中可實現污油污水自動分離，可長時間連續運行，基本實現無人職守，人員定時巡檢及補充清洗藥劑即可，減輕了現場操作人員的工作強度，工藝流程及設備安全可靠性高，清洗效果好，同時也大大減少廢濾料的產生量和轉運過程中可能存在的安全環保風險。

參考文獻

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