浅层砂过滤技术在冷却循环水净化领域的应用

作者：徐易

来源：《科技资讯》 2011年第29期

徐易

(江苏核工业格林水处理有限责任公司 南京 211102)

摘 要:本文介绍了一种新型浅层砂滤技术在某大型化工企业循环水旁滤处理的应用,着重是与传统砂滤技术的比较,展示了浅层砂滤技术的广阔应用前景。

关键词:砂滤 浅层 循环水 旁滤

中图分类号:TQ085.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)10(b)-0027-01

1 冷却循环水净化处理的必要性

一个大的冷却水系统,每年花费大量的的能耗和药剂费用是很常见的,而且还需要加上设备维护及停止运行造成的费用。因此即使很小运行的效率增加并减少维护将可每年降低很多能耗和药剂费用。最简单和经济的节省方法可以通过增加有效的过滤系统达到。研究显示,介质过滤器的平均投资回报期小于2～3年。以后节省的费用将是纯利润。

被冷却塔吸进去的空气不可避免的含有很多种杂质,例如灰尘、黏土、花粉、有机碎片残留等等。这些杂质非常容易被冷却水完全吸收,并在冷却塔池被浓缩。国外某报告上指出:“一台标准的200t冷却塔在一个季节中可以从空气及补加水中吸收超过600磅的杂质。

此外,系统本身也产生颗粒杂质。包含系统腐蚀的产物,矿物沉积,微生物生长,有机物聚集体,从热交换器工艺面漏过来的溶解及非溶解杂质等等,增加了系统营养,加速腐蚀及形成腐蚀产物。

当杂质和结垢性矿物沉淀结合在一起的时候,杂质大大增加结垢速度和结垢厚度。同样,杂质和微生物膜粘连在一起增加了黏膜速度及厚度。这些污染膜降低了热交换效率,降低了热交换器表面的水流速,并促进了污垢下腐蚀,导致更多的污染。更慢的流速允许更多的杂质沉淀,放大了问题,进一步降低了效率。

2 浅层砂滤器工艺原理和传统砂滤设备的比较

国内很多企业,主要还在使用传统沙滤,传统沙滤器,占地庞大,安装维护很不方便,反冲时耗水量大,反冲洗跑沙,通常也冲洗不干净。沙滤器,由于制造,使用简单,过滤效果也好,所以一直以来为有过滤要求的地方喜欢。在市政自来水,工厂冷却循环水,废水处理等随处可见沙滤的使用。在这些不同的应用场合,过滤流速,滤层的厚度几乎相差都不大。

传统沙滤器中的过滤的悬浮物,95%的集中在沙滤层最上面的15cm～25cm,传统的沙滤器的滤层厚度多在80cm以上。全自动浅层沙滤器,滤层仅40cm,反冲洗时充分利用流体力学,增强了反冲洗强度,同时球型的设计也使得过滤平稳,反冲洗不跑沙,不出现穿滤现象。弥补了传统沙滤器反冲洗不彻底,笨重,安装维护不方便,反冲洗耗水等不足等缺点。

3 浅层砂滤器设备特点

(1)采用独特球形过滤器单元,拥有众多优点。(如图1)

①过滤器有两个大开口,顶部的用于观察和加料,底部的用于清空和维护。各端口都采用完全防漏设计,系统应用了水压封闭原理,安全可靠。

②球形外壳,可以充分配合布水器均匀布水。配合55个蘑菇口,反冲洗时形成内环流,高效反冲洗,不跑沙。球形外壳,可承受较高的压力。

③独特的55个蘑菇状压差补偿过滤集水器,使系统在过滤状态下各部分水压平衡,过滤流速高,效率高;在反洗状态下,形成内环流,反冲效率高且不跑沙。

④压力补偿式集水器,接近中部的开口小,接近侧边的开口大,这样使各集水器的压力一致。

(2)自动控制过滤系统采用模块化设计,根据流量的大小,选择多个过滤单元。

(3)可采用时间,压差等多种方式自动启动反冲洗,系统内各过滤单元依次进行反冲洗,其他单元仍然在过滤。

(4)反冲效率高,反冲时间短,反冲洗时节水(反冲用水是传统沙滤器的30%左右)。

(5)系统重量轻,不需要特别的地基,一般水泥地面即可。

4 浅层砂滤器在某化工企业循环冷却水旁滤的应用

4.1 某化工企业循环冷却水系统现场工况

(1)循环水池为两座,各设置一台机械通风冷却塔,两座循环水池下部通过隔板缺口联通。

(2)大循环水池设置三台800m3/h流量的的循环水泵,三台泵两用一备;小循环水池设置两台500m3/h流量的的循环水泵,两台泵一用一备。

(3)循环系统的循环终端均为换热设备,且循环水与待换热介质均为互相隔绝,无接触。

(4)大循环水系统的回水管(截止阀前)保有压力约为0.3MPa～0.4MPa。

(5)循环水系统估计的保有水量约为2000m3～2500m3,

(6)原有循环水系统中的水质较差,直观感觉水质较混、水中的杂质很多。

4.2 循环水旁滤处理解决方案

(1)对循环水进行旁滤处理,旁滤处理量选择为系统保有水量的5%～10%。本系统中定为200m3/h。

(2)过滤方式不采用滤网过滤、无阀过滤器,采用全自动浅层砂滤器。

(3)过滤器设置在大系统中循环水回水管上,在回水管截止阀前设置一个DN200的支管进入过滤器,滤后净水直接进入循环水池。

4.3 本方案中采用浅层砂滤的工艺效果(两年运行)

(1)过滤产水对水中的悬浮物去除率不小于70%。

(2)循环水进行了部分旁滤,其旁滤量为8%左右。循环水水质的改善是一个逐步的过程。一般经过3d～5d的运行,循环水的浊度可以控制在50mg/L以下。

(3)系统清洗周期有一年一次,调整为两年一次。

(4)水质稳定药剂费降低45%(仅此一项,每年可以节约60万元)。