ARKAL疊片式過濾器出水濁度高的原因分析與對策

陶衛君 范小艷

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834003)

工業化應用

ARKAL疊片式過濾器出水濁度高的原因分析與對策

陶衛君 范小艷

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834003)

采用ARKAL公司生產的SPIN KLIN型疊片式過濾器對進入陽離子交換器的新水進行過濾，過濾器出水濁度偏高，經分析后認為是由過濾器疊片間隙小、鐵銹垢堵塞疊片間的過濾溝槽和過濾器反洗參數設置不合理造成的。通過調整疊片間隙、酸洗消除疊片內鐵銹垢和縮短過濾器反洗時間參數等措施，疊片式過濾器出水濁度明顯下降，過濾效果得到提升。

ARKAL公司 SPIN KLIN 疊片式過濾器 濁度

中石油克拉瑪依石化有限責任公司(以下簡稱克石化)熱電廠500 t/h除鹽水處理裝置過濾單元采用以色列ARKAL公司生產的SPIN KLIN型疊片式過濾器。與傳統的機械式和纖維式過濾器相比，疊片式過濾器具有占地面積小、投資少、自用水率低、自動化程度高以及運行費用低等優點[1-2]。500 t/h除鹽水處理裝置疊片式過濾器投運以來，運行效果總體比較好，但是疊片式過濾器出水濁度偏高，容易導致后續離子交換器內陰、陽離子交換樹脂受到濁度污染，影響離子交換效率，不利于500 t/h除鹽水處理裝置的安全和經濟運行。

1 疊片式過濾器基本情況

1.1 疊片式過濾器原理

克石化熱電廠目前選用的疊片式過濾器是ARKAL公司生產的第二代SPIN KLIN疊片式全自動反沖洗過濾器。SPIN KLIN自動反沖洗過濾器和一般疊片式過濾器不同之處在于它專利設計的內撐組件，一體式內撐上有一組彈簧、一組疊片、一個活塞、一組隔膜以及三組反沖噴嘴，它們配合其他控制系統共同作用達到高效過濾和完全反沖的功效。

在過濾狀態下，原水從外面通過疊片，過濾疊片在彈簧力和水力的作用下被緊緊地壓在一起，雜質顆粒被截留在疊片交叉點，經過過濾的水從過濾器中流出，具體見圖1。當過濾進程達到預定時間或過濾進出口壓差達到預設值時，過濾器自動進入反清洗狀態，此時反沖洗閥門使水流逆轉，骨架中的活塞升起，疊片被放松，來自其他過濾單元的水流沿骨架中心噴嘴切向噴出，疊片在水流作用下高速旋轉，將附著在疊片表面的污物沖洗干凈，并經由排放口排出過濾器，具體見圖2。

圖1 過濾狀態

圖2 反沖洗狀態

1.2 疊片式過濾器選型及參數設置

根據克石化熱電廠原水水質情況，結合疊片式過濾器疊片的大小及每種疊片的過濾等級，使用的疊片大小為7.62 cm(3英寸)，過濾器等級為55 μm(可過濾水中大于55 μm以上的顆粒雜質)，見圖3。

圖3 55 μm級疊片

每套過濾器由9個獨立并列的濾筒組成，每個濾筒出力20 t/h，每套過濾器處理能力180 t/h，見圖4。

圖4 疊片過濾器整體外觀

每個濾筒在運行過程中可以通過程序控制單個濾筒獨立進行反洗，不會互相影響，這樣就可以保持整套設備的連續運行。單筒反洗時間、整套設備反洗時間以及反洗次數可根據原水水質通過程序控制來調整，以便達到整套設備最佳運行狀態。克石化熱電廠疊片過濾器單個濾筒反洗時間設置為25 s，整套疊片過濾器反洗程序通過時間和壓差兩個參數控制，無論哪個參數達到設定值，都會立即執行反洗程序，其中時間參數設定值為16 h，進、出口的壓差參數設定值為0.25 MPa。水質較差時，過濾器進、出口壓差上升快，疊片過濾器一般根據壓差參數反洗；水質較好時，壓差不到設定值，疊片過濾器一般按時間參數16 h反洗。每次整套疊片過濾器9個濾筒依次按順序反洗，每次共用時間為3.75 min，反洗流量30 t/h左右，整個反洗過程自動完成。

2 疊片式過濾器出水濁度偏高原因分析

2.1 過濾器疊片間間隙小

對過濾器反洗出水進行化驗分析，發現反洗出水的濁度只有6.5 FTU，說明過濾器反洗效果并不好，疊片上的污物沒有被反洗下來。對過濾器進行解體檢查時發現疊片縫隙中附著大量懸浮物，分析可能是由于每組過濾器的疊片數量太多，過濾器在反洗時疊片間隙太小，疊片沒有完全處于放松狀態，導致附著在疊片表面的污物無法被徹底沖洗干凈。

2.2 鐵銹垢堵塞疊片濾縫，造成疊片失效

疊片過濾器運行一段時間(大約兩個月)后，出現頻繁自動反洗現象，反洗周期比之前正常運行時大大縮短，最短時大約不到半小時即出現自動反洗一次的現象。對過濾器解體檢查發現，疊片過濾縫隙中附著大量的紅褐色鐵銹垢，這些鐵銹垢無法在過濾器自動反洗時消除掉,堵塞了疊片的過濾通道，造成疊片失效，才導致過濾器頻繁反洗。

2.3 反洗參數設定不合理

開始時將過濾器反洗參數設定為：過濾器連續運行到840 min(16 h)或壓差達到0.25 MPa時，過濾器進行自動反洗一次。通過一段時間運行，發現過濾器在運行周期的中后期(5～16 h)其出水水質比前期(0～4 h)明顯變差。經分析后認為主要原因是過濾器運行周期即反洗間隔時間過長，過濾器運行中后期疊片暫時失效導致出水水質下降。

3 采取的對策及效果

3.1 調整過濾器疊片間隙

將每組過濾器分別取出一定數量疊片以增加過濾器反洗時疊片間隙，通過檢測反洗出水濁度來確定最佳疊片數量。每次調整疊片數量后過濾器試運行5 d，記錄每次過濾器反洗出水濁度，統計平均值。

經過試驗，在新水濁度基本相同的條件下，隨著每組過濾器逐漸增加疊片取出數量，過濾器反洗出水濁度逐漸上升。當每組過濾器取出10張疊片時，反洗出水平均濁度達到最高(26.5 FTU)。繼續增加每組過濾器疊片取出數量，反洗出水平均濁度有所下降，試驗結果見表1。

表1 取出疊片數量與反洗出水濁度的關系

表1數據說明：每組過濾器取出10張疊片時，過濾器內疊片的間隙達到最佳值，反洗效果最好。因此將每組過濾器內的疊片統一取出10張，以增加過濾器反洗時疊片的間隙，提高反洗效果。

3.2 酸洗消除疊片縫隙內鐵銹垢

對疊片內的污垢進行了分析，發現疊片內的污垢除了黏泥外主要是鐵銹垢，鐵銹垢無法通過自動反洗或者人工用清水沖洗來清除，但能用酸液浸泡清除。過濾器疊片的材質是聚丙烯塑料，經過耐酸試驗，酸液浸泡不會對疊片造成損傷或縮短其使用壽命。

因此，過濾器每運行一段時間后都要對過濾器疊片進行酸洗來消除鐵銹垢，具體步驟是：(1)在塑料桶內將鹽酸稀釋到5%～10%；(2)將疊片按組拆下捆綁好；(3)將疊片放置到稀鹽酸溶液內浸泡至無鐵銹垢；(4)用清水沖洗疊片。通過酸洗后，過濾器過濾出水濁度明顯下降，過濾效果提高。

3.3 調整反洗參數設定

對過濾器原先設定的反洗時間和壓差參數進行調整試驗。在原來設定的時間和壓差參數的基礎上逐步縮短時間和壓差參數，每調整一次運行5 d，定期檢測過濾器進出口濁度并進行統計，結果見表2。

表2 反洗參數設置及試驗結果

從試驗結果看：在新水濁度基本相同的條件下，隨著疊片過濾器反洗時間和壓差參數設定值的減小，過濾器出口平均濁度逐漸減小。反洗時間和壓差參數分別設定在180 min，0.2 MPa時，過濾器出水平均濁度達到最小(1.0 FTU)。反洗時間和壓差參數繼續往下調整，過濾器出水平均濁度不再下降。因此確定了過濾器反洗最佳時間和壓差參數分別為180 min，0.2 MPa。該條件下疊片過濾器出水平均濁度較低，同時反洗次數較少，節約反洗用水量。

4 結語

通過取出疊片過濾器內疊片數量，增大反洗時疊片間隙、定期對疊片進行酸洗消除溝槽內鐵銹垢、縮短過濾器反洗時間和壓差參數設置等措施，克石化熱電廠500 t/h除鹽水處理裝置ARKAL疊片過濾器運行效果得到明顯改善。過濾器正常反洗時疊片達到完全放松狀態，附著在疊片表面的污物被徹底沖洗干凈，疊片過濾器頻繁自動反洗現象的現象基本消失，疊片式過濾器出口平均濁度明顯下降，達到1.0 FTU。可以避免后續離子交換器內陰、陽離子交換樹脂受濁度污染，提高了離子交換效率，對除鹽水處理裝置的安全和經濟運行起到了積極作用。

[1] 劉廣容,葉春松,鄧迎春,等.兩種疊片式過濾器的工藝性能比較試驗[J].工業水處理,2008,28(7):27-29.

[2] 林和坤,周珩.盤片式過濾器的原理及使用方法[J].工業用水與廢水,2002,33(3):44-47.

Cause Analysis and Solution of High Effluent Turbidity of ARKAL Disc Filter

Tao Weijun,Fan Xiaoyan

(PetroChinaKaramayPetrochemicalCompany,Karamay,834003)

The SPIN KLIN disc filter produced by Israel ARKAL Company was used to filter influent before entering the cation exchanger,and the effluent turbidity of disc filter was high.It was concluded that the causes were too small filter disc gap,block of the filter channel between discs by rust dirt,and unreasonable filter backwash parameters.A series of solutions were proposed,including adjusting filter disc gap,acid soaking and washing the filter disc contaminated by rust dirt,and shortening the filter backwash time parameters.Through the above measures,disc filter effluent turbidity decreased obviously,and filtering effect was improved.

ARKAL Company,disc filter,turbidity

2017-01-08。

陶衛君，男，1980出生，2010年畢業于華北電力大學技術經濟及管理專業，碩士，工程師，現從事設備管理工作。

1674-1099 (2017)01-0043-04

TQ085.4

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