除鹽水新增纖維過(guò)濾器的技術(shù)改造過(guò)程研究

趙 輝

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司公用工程管理處，寧夏 靈武750411）

0 引言

寧夏神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司烯烴公司除鹽系統(tǒng)（工業(yè)水制除鹽水）及凝水回收系統(tǒng)，其功能為向動(dòng)力站鍋爐及化工裝置提供合格的除鹽水。除鹽水規(guī)模外供除鹽水量：正常2782m3/h，最大量3150m3/h。烯烴除鹽系統(tǒng)工藝：新鮮工業(yè)水-超濾-反滲透-陽(yáng)床-陰床-混床-供除鹽水。

新鮮工業(yè)水水源地為鴨子蕩水庫(kù)，再經(jīng)鴨子蕩水庫(kù)水系統(tǒng)混凝沉淀+砂濾處理。鴨子蕩水庫(kù)水系統(tǒng)因受各種因素影響，出水濁度經(jīng)常超標(biāo)，使工業(yè)水中膠體和藻類急劇增加。尤其在2012年9、10、11月和2012年1、5、7月工業(yè)水濁度為6-20NTU（設(shè)計(jì)≤3NTU，見工業(yè)水質(zhì)表）嚴(yán)重超標(biāo)，引起超濾系統(tǒng)污堵，超濾雖經(jīng)化學(xué)清洗可以恢復(fù)超濾制水量，但制水量衰減過(guò)快，化學(xué)清洗周期過(guò)短，清洗頻繁。不僅造成制水量降低，而且縮短膜使用壽命；同時(shí)也引反滲透一段膜生物污堵，壓差過(guò)高，制水量減低，化學(xué)清洗周期過(guò)短，清洗頻繁，也影響膜使用壽命。從而從源頭就影響了原水制脫鹽水的制水量，使除鹽系統(tǒng)外供除鹽水急劇減少，除鹽水水質(zhì)超標(biāo)，多次造成生產(chǎn)裝置降低負(fù)荷運(yùn)行。

表1 工業(yè)水質(zhì)表

這就迫切需要在超濾工藝前增設(shè)“吸附”單元，延緩雙膜通量衰減、壓差上升等問(wèn)題，進(jìn)而降低雙膜系統(tǒng)的化學(xué)清洗頻次，降低清洗藥劑成本，保障其使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。

1 項(xiàng)目改造方案

1.1 預(yù)處理“吸附”單元工藝選擇

對(duì)于地表水而言，多介質(zhì)或單介質(zhì)（石英砂）過(guò)濾器濾速一般選擇6-8m/h；

烯烴除鹽水裝置單套反滲透產(chǎn)水180m3/h，共9套，總產(chǎn)水量為：1620m3/h。按75%回收率計(jì)算，反滲透進(jìn)水2160m3/h；

超濾回收率按95%計(jì)算，超濾進(jìn)水2274m3/h；

超濾回收率按90%計(jì)算，超濾進(jìn)水2400m3/h；

因此，增加砂濾器幾乎沒(méi)有可行性，占地太大，投資費(fèi)用較高。

1.2 纖維過(guò)濾器計(jì)算

近些年發(fā)展起來(lái)的纖維過(guò)濾器，突出特點(diǎn)是濾速高，（20-40m/h），所以建議采用這種過(guò)濾器較為可行。

烯烴除鹽水裝置2013年陽(yáng)床改造項(xiàng)目替換下線的離子交換器，共8臺(tái)。直徑Φ3200mm，按40m/h濾速計(jì)算，每臺(tái)最大產(chǎn)水量320m3/h,8臺(tái)產(chǎn)水量：2560m3/h，這完全滿足所需要的處理量。因此，改造替換下線的8臺(tái)離子交換器，作為纖維過(guò)濾器使用，從處理量上來(lái)講是可行的。

1.3 工藝流程方面

本預(yù)處理工藝設(shè)置在生水泵至自清洗過(guò)濾器之間。過(guò)濾器進(jìn)口取自生產(chǎn)水泵房?jī)?nèi)生產(chǎn)水泵出口管線，過(guò)濾器出口接至自清洗過(guò)濾器進(jìn)口管線，在過(guò)濾器進(jìn)、出口管線之間的原管線上加裝切斷閥進(jìn)行隔離，使本預(yù)處理工藝并入裝置的工藝流程中。

2 項(xiàng)目改造內(nèi)容

2.1 自適應(yīng)高效過(guò)濾器

（1）設(shè)置8臺(tái)直徑為Φ3200mm的自適應(yīng)高效過(guò)濾器（采用新型彗星式纖維濾料），每臺(tái)正常出力為320m3/h，運(yùn)行濾速為40m/h，最高濾速不超過(guò)50 m/h。

（2）過(guò)濾精度：≥5um懸浮物去除率95%以上。

圖1

（3）所有內(nèi)部管路采用法蘭與本體連接，并考慮檢修和部件更換的便利，內(nèi)部部件的材質(zhì)均符合規(guī)定要求，緊固件等應(yīng)同內(nèi)部管件材質(zhì)相當(dāng)。

（4）配套兩臺(tái)反洗羅茨風(fēng)機(jī)，一用一備，采用國(guó)產(chǎn)名牌產(chǎn)品。

（5）每臺(tái)過(guò)濾器設(shè)置一臺(tái)就地儀表操作盤，在就地盤上可讀出有關(guān)工藝參數(shù)，進(jìn)行必要的操作。

2.2 自適應(yīng)高效過(guò)濾器配套設(shè)施：

過(guò)濾器反洗水利用反滲透濃水，這樣對(duì)原有系統(tǒng)的水平衡影響最小，因此需新增反洗水箱一臺(tái)，反洗水泵兩臺(tái)，反洗風(fēng)機(jī)兩臺(tái)。反洗后廢水利用地溝排入原系統(tǒng)超濾反洗水池。配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)如下：

（1）反洗水箱

數(shù)量：1臺(tái)，材質(zhì)：碳鋼內(nèi)防腐，有較容積：100m3

（2）反洗水泵：數(shù)量：2臺(tái)（一用一備），流量：230m3/h揚(yáng)程：20m

功率：22kw

（3）反洗風(fēng)機(jī)：流量：29m3/min，揚(yáng)程：70kPa功率：55kw

2.3 改造圖（圖1）

3 項(xiàng)目效益預(yù)測(cè)

3.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

（1）降低雙膜化學(xué)清洗頻次，減少自耗水量，節(jié)約清洗藥劑費(fèi)用。

（2）因污堵速率低，使系統(tǒng)制水周期長(zhǎng)，每個(gè)清洗周期間的制水累計(jì)量大。

3.2 間接經(jīng)濟(jì)效益

（1）保障雙膜使用性能，使系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)有保證。減輕后續(xù)離子交換系統(tǒng)壓力，使其制水周期長(zhǎng)，床體再生頻次低，進(jìn)而減少再生自耗水量，節(jié)約再生劑費(fèi)用。

（2）延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備磨損，降低設(shè)備維修率。進(jìn)而降低備件更換費(fèi)用和設(shè)備維修費(fèi)用。（含雙膜系統(tǒng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、離子交換再生系統(tǒng)等）。

（3）降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，降低誤操作的可能性。使裝置長(zhǎng)時(shí)間安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有烯烴除鹽水反滲透的預(yù)處理工藝，只采用了超濾裝置，整套工藝沒(méi)有前段的“吸附”單元，僅靠超濾只能夠完成大部分膠體的截留，仍有一部分膠體會(huì)漏至反滲透系統(tǒng)。帶來(lái)超濾通量衰減快，反滲透一段壓差上升快的問(wèn)題。在超濾前段設(shè)置了纖維過(guò)濾器，作為超濾裝置的預(yù)處理工藝，其主要原理是通過(guò)濾料表面（非常大）吸附作用，凈化水中的膠體物質(zhì)，這種工藝非常可靠。在延緩雙膜通量衰減、壓差上升等問(wèn)題上起到較大的作用，進(jìn)而降低雙膜系統(tǒng)的化學(xué)清洗頻次，降低清洗藥劑成本，保障其使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。

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