鐵前污水處理廠微絮凝過濾器改造

孟凡娜，楊正斌

（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北056404）

0 引言

鐵前污水處理廠于2008 年建成，采取的工藝是沉淀池→高密池→過濾器→澄清池，目的是對生活區污水和廠區污水進行進一步凈化處理，以利于廠內高爐、發電設備等循環使用，以達到減少排放，合格排放的目的。其中過濾器采用的是上海同諾環境科技有限公司生產的TNJ 微絮凝凈水器，旨在降低高密池輸送過來的水的濁度和懸浮物含量。但是由于在管路設計和設備本體存在嚴重缺陷，導致試運行時出現了生產事故，故而設備一直處于閑置狀態，從未被啟用。污水處理廠也一直是帶傷運行，水質極不穩定。

1 現狀分析

2008 年至今已有10 余年，期間各分廠新建項目眾多，包括動力廠CCPP 次高壓鍋爐循環發電、10號發電以及高爐更新改造等，對所需要的循環水水質要求越來越高，過去的處理工藝已經無法滿足生產需要。而且由于水質處理的不徹底，經常發生循環水堵塞管道，淤泥、綠藻附著設備等事件，急需對污水處理工藝進行改造，提升污水處理品質。通過對原有工藝分析和過濾設備的實地測量、觀察，確定通過改造重新啟用微絮凝凈水器。

2 確定方案

2018 年3 月，動力廠相關技術人員入駐現場，由于原污水處理工程建設并未交工，造成相關設備技術資料、圖紙嚴重缺失，只能深入現場對所有設備和管道進行詳細勘察，無論是高空、地下管道還是設備本體內部構造，全部一一核實明白。

通過勘察了解，確定微絮凝過濾器的處理水原理是：過濾器上部放置比重相對較小的濾料，下部為比重較大的石英砂，這樣可以充分發揮整個濾層的效率、提高截污能力。當膠體顆粒、懸浮物等雜質流過凈水器的濾料層時，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于截留在濾料表面。當濾料表層截留了一定量的污物時會形成濾膜，隨時間推移過濾器的進出水壓差將會很快升高，直至出水水質劣化。此時需要利用逆向水流反洗濾料，使過濾器內濾料層懸浮松動，從而使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走，恢復過濾功能。而在實現這些功能的設備設施設置以及工藝管道連接上存在很大的問題，主要有：

（1）過濾器設備本體未安裝壓力監控測量設施；

（2）與高密池聯通管道和閥門切換混亂需要重新梳理；

（3）設備自反洗系統管道設置和連接有問題，需要重新設計；

（4）過濾器內部濾料填充過高未留反洗空間，需要清除部分；

（5）汽洗管道過細，壓力過低需要重新敷設，并連接氣源。

雖然存在問題很多，但是原過濾器設備本體、連接管道、聯通閥門等設備質量很好，雖然十余年未啟動使用，但是就目前情況，完全符合再次啟用標準。通過對現場問題進行一一整理，利用原有處理方式結合多介質過濾器的過濾、反洗模式，制定了改造方案。

3 改造過程

3.1 對提升泵和提升水池進行了修復

由于原有處理工藝停止在了高密池階段，使得污水在經過高密池處理后直接進入澄清池，未將水由提升泵輸送至過濾器，造成提升水池和提升泵閑置至今。所以改造項目第一步即清理水池和恢復提升泵。在組織專業人員對水泵、電機進行修復過程中，設備本體改造也在同步進行。

3.2 對距離提升管道最近的2 臺過濾器進行集中改造

拆除了設備本體內部原有布水孔板上的上、下兩層水帽，開拓了過濾器的上部空間，以利于濾料的反洗上浮。對出現損壞的布水裝置進行了重新焊接拉筋，以加固設備，并能保證布水均勻。通過計算，既要保證過濾效果，又要保證反洗效果，清理掉過濾器內部濾料約30 t，以保證足夠的反洗空間。另外在設備本體上重新焊接了排氣管，用以在過濾器反洗時排除空氣，防止設備憋壓，造成設備損壞。最后，在氣洗入口管上安裝了就地壓力表，在設備本體上安裝了壓力連接管至變送器。

3.3 重新敷設反洗管路

過濾器濾料實現自反洗的手段是：一臺過濾器正常運行，其產水經過閥門切換進入到反洗連接管內，連接管另一端連接到另一臺需要反洗的過濾器底端，通過自下而上的水流動實現濾料層松動，使粘附于濾料表面的截留物剝離并被水流帶走的功能，見圖1。這就要在設備本體底部開孔，連接反洗管道并安裝閥門，通過計算確定孔徑和閥門直徑為DN300。由于只是小范圍試驗，成功后反洗管道還要與所有過濾器相連，故而反洗管另一端先用盲板堵住，待其他過濾器改造完成后再進行連接。

圖1 過濾器濾料實現自反洗

3.4 初步試運行

在提升水池、提升泵修復、提升管道和兩臺過濾器改造完成后，對過濾器進行了注水，對濾料進行了充分浸泡，隨后進行了初步小范圍試驗。

（1）打開兩臺過濾器進水氣動閥門，緩慢開啟手動閥門，向凈水器內注水。

（2）待排空氣門開始出水，打開凈水器產水門，關閉排空氣門。設備進入制水階段。

（3）監測過濾器出水水質，由于原濾料壓實交重，臟污程度較深，造成出水水質非常惡劣，濁度測量因超過量程無法測量。

（4）反洗操作：

①關閉一臺過濾器運行入口門和產水門，打開反洗排污門（手動門、氣動門都打開）。

②打開進氣氣動閥，利用進氣手動門控制進氣量，逐漸調整進氣量盡量開大，以不漏濾料為準。空氣擦洗5 min，關閉進氣門。

③打開過濾器的反洗聯通門，反洗20 min 后，打開取樣門，取樣觀察、化驗反洗效果。發現效果不明顯，出水依然混濁。

④重復以上反洗操作步驟，繼續空氣擦洗5～10 min，水力反洗20～30 min，與此同時取樣觀察，測試反洗效果。

第一天和第二天的出水濁度（NTU）見表1。

表1 第一天和第二天的出水濁度（NTU）

經過14 h 的空氣擦洗和水利反洗，最終反洗出水清澈無雜物、無異色，化驗濁度＜5。

⑤正洗，即關閉反洗聯通門，打開入口門和正洗排污門觀察水質。

⑥正洗約1h 后，出水濁度達到4 個NTU。打開運行出口門，關閉排污門正式制水。

反洗過后的過濾器制水質量明顯提升，將高密池出水濁度的20-30NTU 降低到了3-8NTU。

相同方式對另一臺過濾器進行了反洗操作，最終兩臺過濾器實現正常制水。

小范圍的運行取得了非常好的效果，之后仿照已經改造成功的兩臺樣板過濾器，動力廠抽調六個車間近百人，對其余9 臺過濾器進行設備改造。

4 最終效果

全部改造完成后，經過反洗、正洗操作，10 臺過濾器全部投入運行。每臺過濾器出水濁度都降到了5NTU 以下，總出水較高密池出水濁度降低了10-20NTU。

5 效益分析

經過過濾器的此次改造運行，使得污水處理產水顆粒、懸浮物、淤泥含量大幅度降低。另外，每臺過濾器的處理能力也由原來的150 t/h 提高到了300 t/h，全部運行可處理污水3 000 t/h，可實現生活區廢水的全部回收，為以后的污水回收打下了堅實的基礎。

過濾后的水被廣泛應用于汽輪發電機、汽輪鼓風機和凝汽器、冷油器等設備循環使用，能夠有效緩解之前水管淤泥堵塞、冷卻設備效果不佳、結垢頻繁等問題。以7#電為例，捅一次凝汽器需要至少2 天時間，每年少捅1 次可多發電：2.5 萬kW×48 h=120 萬kWh，折合人民幣120×104kWh×0.68 元/kW=81.6 萬元，還有4#、5#、10#電共計207.18 萬元。

6 結束語

污水處理水質的提升一方面提高了循環水使用品質，不僅可以降低相關水處理藥劑的投加量，降低工業新水的補給量，還可以大幅降低循環水污水排放量；另一方面還避免了水體的二次污染，對水質的提升具有非常明顯的環保意義。