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    農村飲用水處理工程用到纖維球過濾器

    2015-12-5 21:33:46點擊:


    [關鍵詞]纖維過濾器,高效纖維過濾器

    一、前言

    纖維球過濾器在 傳統的水處理系統中,低溫低濁水的預處理效果始終不太理想。一般傳統的預處理系統是混凝—普通的石英砂機械過濾器等工藝,這種過濾在過濾精度不高 ,截污容量較小,其出水濁度、有機物和膠體物質均不能滿足除鹽系統的要求,造成后部的活性炭過濾器系統和除鹽設備負擔過重,尤其是樹脂的膠鐵、膠 硅的有機物的污染,使除鹽水的電導率不合格,同時也縮短了樹脂的使用壽命,除鹽系統漏過的有機物隨除鹽水補進鍋內,分解成了低分子有機酸,結果會 造成爐水PH值偏低,熱力設備腐蝕,而腐蝕產物容易結垢,對電廠的安全經濟運行構成嚴重威脅。

    我廠所用生水主水源為亮子河下游第二集水進水(寬井進水),備用水源為湯旺河水。這二種原水均屬低溫低濁地表水,水中的膠體物及有機物的 含量較高(最高可達20ppm以上),我廠預處理系統為:原水—水力加速澄清池—機械過濾器—活性炭過濾器。該預處理系統已滿足不了處理這種低溫低濁 水的要求,因此我們采用東北電力學院應用化學系研制的一種精密過濾設備LLY—高效過濾器來代替傳統的石英砂過濾器,投送二年多的對比實驗表明,該 過濾器除濁度、有機物及膠體物質的能力遠遠高于石英砂過濾器,且截污容量大、流速高、易反洗,是一種理想的過濾設備,完全可以取代石英砂過濾器。

    二、高效纖維球過濾器 在系統中的配置及過濾作用的探討

    1. LLY—高效過濾器結構簡介

    我廠采用的兩臺LLY—高效過濾器是由東北電力學院吉林市飛特水處理工業公司制造的,其設備結構是圓筒形外壁,體內垂直方向懸掛長絲纖維束 ,均勻的設置五個加壓室,下部設有空氣分配系統,上、下配置有擋水板,加壓室充水為自動控制,主要參數如下:

    規   格:Φ2000×3865   介質溫度:≤60°C

    過濾面積:3.14㎡      清洗空氣強度:≥60L/㎡·S

    出    力:60—120T/h    清洗時間:20—60min

    加壓室充水:200mL/個    過濾壓頭損失:0.01—0.15Mpa

    2. LLY—高效過濾器在系統中的配置

    我廠第二期擴建工程結束后,化學水處理系統為:原水—混凝澄清—石英砂過濾—陽浮床—陰浮床-溫床。所用生水主水源為亮子河,下游第二集 水井水(寬井水),湯旺河水(大河水)為備用水源,后因有機物污染嚴重,于1990年在石英砂過濾器之后增設一級活性炭過濾器,LLY-高效過濾器屬精 密過濾設備,配置在石英砂過濾器之后,活性炭過濾器之前,在此系統中,投高效過濾器石英砂過濾器為列運行。

    3. LLY-高效過濾器作用的探討

    對于低溫低濁的原水,混凝效果一直不理想,其主要原因是:由于原水中的懸浮物和膠體含量較小,經混凝后所形成的礬花密度及強度都小,特別 細碎且比較松散,很難結成大礬花下沉,而是懸浮在水中,并隨水流進入到后面的石英砂過濾器。石英砂過濾器主要是靠濾層表面的機械截流,其截污能力 很低,使大部分礬花被后面的活性炭和陽、陰樹脂所吸附,造成活性炭中毒及樹脂嚴重污染。

    LLY-高效過濾器中的濾料是丙綸長絲,這種丙綸長絲直徑約為60μm,過濾通道為孔徑由大到小深入,這種變孔徑過濾通道對截流小顆粒礬花十分 有效,且纖維束本身也具有一定的吸附作用,其吸附力較弱,因此在反洗時清水很容易將吸附的礬花清洗掉。

    從LLY-高效過濾器和傳統機械過濾器對比來看,在濁度、凝膠體物和有機物的去除效果及截污容量等方面,LLY-高效過濾器均優于傳統機構過濾 器。兩者在過濾方式上有很大差別,高效過濾器中纖維間的最小孔隙為10-40μm,要遠遠小于石英砂過濾器中石英砂的孔隙(300-500μm),在纖維的濾 層過濾效應,一般LLY-高效過濾器出水可達零濁,傳統機械過濾器的出水卻不能達到零濁,這說明傳統機械過濾器不具有深層過濾的功能。

    三、高效過濾器的運行監督及幾種運行方式所得結論

    1. LLY-高效過濾器的運行監督

    從LLY-高效過濾器的投入運行開始,每間隔2小時測定一次入、出口水濁度,4小時測定一次膠硅、膠鐵及化學耗氧量,當出口水濁度超過2F.T.U 時,即為高效過濾器失效。

    2. 試驗方法及設備

    試驗方法采用1984年版火力發電廠水汽試驗方法。

    (1)濁度:方法SS-C-1-84分光光度法。

    儀器:上海雷磁生產721分光光度計

    濁度標準液:硫酸肼-烏洛托品

    零濁水:凝結水經0.15μm微孔濾膜真空抽濾。

    (2)化學耗氧量:方法SS-30-3-84高錳酸鉀法。

    (3)膠硅:方法SS-6-2-84氫氧酸轉化分光光度法。

    儀器:上海雷磁生產751GW分光光度計。

    (4)膠鐵:方法SS-18-2-84

    SS-C-3-84     鄰菲羅啉分光光度法

    儀器:上海雷磁生產751GW分光光度法。

        3. 幾種運行方式試驗結果及所得結論

    我們進行了三種不同的預處理運行工況的試驗,其結果如下:

    (1)原水-LLY-高效過濾器-活性炭

    這種工況原水沒有投混凝處理,直接通過高效過濾器,考察一下高效過濾器除濁度和有機物的能力,結果見表1:


     項
     水
    運行工況
    COD(平均)
    溫度(平均)
    水溫
    °C)
    運行時間
    (小時)
    平均流量
    (T/N)
    入口
    (MG/L)
    出口
    (MG/L)
    去除率
    (%)
    入口
    (MG/L)
    出口
    (MG/L)
    去除率
    (%)
    寬井水
    18
    13
    55
    3.2
    2.4
    25
    3.38
    1.39
    58.87

    從上表中可以看到除濁效果較好,但除有機物效果不理想,運行周期也較短。
    (2)原水到生水箱,在水箱出口管加藥后經過LLY-高效過濾器。
    條件:聚合鋁(哈爾濱伊蘭化工廠)加藥量15-25mg/l,混凝PH值6-6.5。
    這種工況原想法是直流混凝,但實驗發現該原水在此條件下,混凝反應很慢,形成的礬花幾乎無任何強度,極易穿過濾層,在礬花沒有形成的條件 下,已經到了纖維過濾器入口,所以不具備直流混凝的條件,這種運行工況的結果見表2:
    表2

     項
     水
    運行工況
    COD(平均)
    溫度(平均)
    總制水量
    水溫
    (°C)
    運行時間
    (小時)
    平均流量
    (T/N)
    入口
    (MG/L)
    出口
    (MG/L)
    去除率
    (%)
    入口
    (MG/L)
    出口
    (MG/L)
    去除率
    (%)
    湯旺河
    25
    7
    78
    7.25
    5.2
    31
    10.3
    3.60
    64
    498

    這種水進入活性炭過濾器及陰、陽浮床之后,礬花會在活性炭過濾器及陰、陽浮床內形成,造成所謂的鋁離子后移。此工況對亮子河電廠的這種水 質是不適應的。
    后續實驗發現,調高水的PH值,可顯著提高混凝反應速度和礬花的強度,估計調整混凝PH值能改善這一工況的效果。
    (3)原水-混凝(澄清器)-LLY-高效過濾器。
    條件:聚合鋁(哈爾濱伊蘭化工廠)加藥量20-40mg/L,混凝PH值7.5-9.0。
    這種工況是原水經混凝處理,再經LLY-高效過濾器,結果見表3:
    表3

     項
     目
    運行工況
    COD(平均)
    濁度(平均)
    膠硅(平均)
    膠鐵(平均)
    水溫
    (°C)
    運行
    時間
    (小時)
    平均流量
    (T/N)
    入口
    (MG/L)
    出口
    (MG/L)
     
    去除率
    (%)
     
    入口
    (MG/L)
     
    出口
    (MG/L)
     
    去除率
    (%)
     
    入口
    (MG/L)
     
    出口
    (MG/L)
     
    去除率
    (%)
     
    入口
    (MG/L)
     
    出口
    (MG/L)
     
    去除率
    (%)
    寬井水
    27
    24
    73.2
    3.28
    1.44
    56
    5.59
    6.44
    92
    2
    1
    58
    552
    99
    84
    大河水
    16
    24
    58
    3.6
    8.88
    76
    9.89
    8.38
    96
    4
    1.5
    65
    463
    158
    68

    從表中的數據可以看出,在這種運行工況下,經過LLY-高效過濾器除濁度、膠體物質及有機物效果都較好,且運行周期長,制水量大,明顯的優 于其它兩種工況。
    這三種運行工況的實驗數據表明:對于像亮子河發電廠采用低溫低濁水為原水的發電廠,采用原水-混凝-LLY-高效過濾器-活性炭-除鹽系統 ,效果很好,表6列舉了LLY-高效過濾器連續三個周期的運行數據。
    四、高效過濾器對除鹽工藝的影響
    從1991年2月份開始進行LLY-高效過濾器前期的水質普查工作,陽床入口水水質見表4:
    表4

    濁度
    COD
    全鐵
    膠鐵
    91年3月
    1.16-6.78
    3.84-7.28
    162-418
    1-3
    93年2月
    1.17-15.2
    7.76-13.36
    415-985
    2-5
    91年5月
    2.57-10.9
    3.34-7.36
    89-276
    1-4

    在此期間混床出水電導率為0.8μS/cm,LLY-高效過濾器投入運行后,混床的電導率下降至0.8-0.16μS/cm,陽床入口水水質見表5:
    表5

    濁度
    (F.T.U)
    COD
    (MG/L)
    92年4月
    0-5.14
    1.2-4.9
    92年5月
    0-4.05
    0.0-2.24

    表4與表5的對比說明:LLY-高效過濾器截留了大量的膠體和有機物,使樹脂污染大大降低,可以大幅度的提高除鹽水合格率。
    91年12月至92年5月共制除鹽水234269噸,酸耗可以降低6.7g/mol,節約鹽酸(32%)9.3噸,價值人民幣3720元,堿耗可降低10.9 g/mol,節約水 堿(95%)5.4噸,價值人民幣10800元。
    五、結論
    1.LLY-高效過濾器完全適用于象亮子河發電廠的低溫低濁水的預處理工藝并可以取代傳統機械過濾器。
    2.LLY-高效過濾器的除濁、膠體物質及有機物的效果較好,因此可以降低樹脂的污染速度和程度,提高除鹽水電導率的合格率。
    3.該設備不采用傳統的料狀濾料,維護量特別小,且纖維束經幾個月被有機物、微生物污染之后,可以進堿浸泡,操作非常簡單。
    4.投入高效過濾器后,可以降低自用水耗、酸堿耗,增加周期制水量。
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