降低工業循環水濁度的改造

孫友文，張東旭，陳 強

(兗礦新疆煤化工有限公司，烏魯木齊 830000)

1 技改背景

兗礦新疆煤化工有限公司標準醇氨聯產項目，其污水處理工段循環水崗位主要為生產用戶一循工段(供給空分、熱電、氣化)和二循工段(供給甲醇、氣化、尿素)提供合格的工藝冷卻用水。一循、二循工段循環水經過泵加壓后作為冷卻水送往各生產工序，經過換熱后的循環水返回污水崗位處理，通過涼水塔與空氣逆流直接接觸換熱降溫后[1]進入集水池，收集后重回循環水系統使用。其中，體積分數為3%～5%的循環回水進入循環水過濾器以降低循環水濁度，減少循環水系統排污水量。

由于循環水處理采用敞開式設計，且新疆地區屬于溫帶大陸性氣候，降水少、溫差大、空氣干燥，導致循環水系統濁度高、含泥沙量大，其影響如下：

(1)長期過濾高濁度來水,導致填料板結，循環水過濾器使用周期變短。

(2)過濾器濾料反洗不徹底，其截污能力下降，出水濁度高，導致一循、二循工段中各換熱器管束存在黏泥聚集、結垢嚴重現象(見圖1)，影響換熱效果[2]。

(a)堵塞閥門

(3)增加反洗次數，反洗水量增大，造成成本增加。

(4)循環水排污量增大，導致污水處理負荷增大。

2 技改目標

2.1 循環水過濾器作用

從集水池引出循環水系統中的部分回水，去除循環水中的懸浮顆粒等雜質，降低循環水濁度，過濾凈化后的循環水重新返回系統。循環水過濾器單臺設計處理水量為210 m3/h，循環水過濾器進水濁度≤20 NTU、出水濁度≤5 NTU[3-4]。

2.2 工藝狀況

技改前，循環水回水進過濾器時，其濁度約為60 NTU，最高可達100 NTU，處理后的循環水回水濁度不達標。

2.3 改造目標

要求單臺循環水過濾器處理水量為210 m3/h，按循環水回水進過濾器的濁度≤60 NTU、出水濁度≤5 NTU進行設計改造。

3 技改內容

(1)摘除循環水過濾器底部布水器，在布水器原位置設置圓形鋼板鑲嵌水帽，讓反洗水更均勻地通過整個過濾層。改造材料清單見表1。

表1 材料清單

(2)將原反洗水進水管由側面進水改為過濾器底部進水，反洗進水改為從底部經由鋼板水帽分流，以保證反洗水水流在過濾器中均勻分布，濾料全方位利用與清洗，大幅改善過濾效果，全面徹底進行反洗。

(3)反洗水進水處新增1條空氣反吹管線，在反洗時吹入空氣，產生氣液混擊破碎板結，進而活化濾料的過濾作用。

(4)預制多孔鋼板(鋼板厚度為16 mm)，每個多孔鋼板安裝200個不銹鋼水帽，將多孔鋼板焊接于過濾器原布水器位置，形成隔層。在過濾器弧形底端側面開出直徑為φ600 mm的圓形人孔，便于檢查維修。循環水過濾器改造前后示例見圖2和圖3。

(a)循環水過濾器內部布水器分布圖

(a)過濾器內部水帽分布圖

4 改造措施

2021年8月，先對其中一臺過濾器進行改造，其他過濾器仍照常運行。采集分析過濾器近2個月的運行數據，認定其完全達到預期效果。于是在10月下旬完成全部過濾器的改造。循環水濁度完全達到了改造目標出水濁度≤5 NTU的要求。

5 效益分析

按照目前工況計算，共有8臺循環水過濾器。優化前，每天必須反洗4臺過濾器，消耗一次水(反洗水)體積流量為500 m3/d，按一次水價格為4.856元/m3計算，則每年(330 d)反洗消耗一次水費用為801 240元。

優化后,3 d需反洗2臺過濾器，則每次消耗一次水(反洗水)體積流量為250 m3。優化后，每年反洗消耗一次水費用為133 540元，每年可節省一次水費用為667 700元。

6 總結

通過改造循環水過濾器，使出水濁度符合設計要求(≤5 NTU)，改善了循環水的水質；減少了反洗水的用量，符合企業降本增效的要求。尤其新疆地區水資源匱乏，企業如何更好地節水是永恒的主題，也是每位化工人的職業要求。