采用高效纖維過濾器處理低溫低濁水的試驗(yàn)研究
2015-12-05 21:15:52??????點(diǎn)擊：
[關(guān)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(tǒng)的水處理系統(tǒng)中，低溫低濁水的預(yù)處理效果始終不太理想。一般傳統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)是混凝—普通的石英砂機(jī)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(jī)物和膠體物質(zhì)均不能滿足除鹽系統(tǒng)的要求，造成后部的活性炭過濾器系統(tǒng)和除鹽設(shè)備負(fù)擔(dān)過重，尤其是樹脂的膠鐵、膠硅的有機(jī)物的污染，使除鹽水的電導(dǎo)率不合格，同時(shí)也縮短了樹脂的使用壽命，除鹽系統(tǒng)漏過的有機(jī)物隨除鹽水補(bǔ)進(jìn)鍋內(nèi)，分解成了低分子有機(jī)酸，結(jié)果會(huì)造成爐水PH值偏低，熱力設(shè)備腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物容易結(jié)垢，對(duì)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
我廠所用生水主水源為亮子河下游第二集水進(jìn)水（寬井進(jìn)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(jī)物的含量較高（最高可達(dá)20ppm以上），我廠預(yù)處理系統(tǒng)為：原水—水力加速澄清池—機(jī)械過濾器—活性炭過濾器。該預(yù)處理系統(tǒng)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(xué)院應(yīng)用化學(xué)系研制的一種精密過濾設(shè)備LLY—高效過濾器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石英砂過濾器，投送二年多的對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，該過濾器除濁度、有機(jī)物及膠體物質(zhì)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shè)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(tǒng)中的配置及過濾作用的探討
1. LLY—高效過濾器結(jié)構(gòu)簡介
我廠采用的兩臺(tái)LLY—高效過濾器是由東北電力學(xué)院吉林市飛特水處理工業(yè)公司制造的，其設(shè)備結(jié)構(gòu)是圓筒形外壁，體內(nèi)垂直方向懸掛長絲纖維束，均勻的設(shè)置五個(gè)加壓室，下部設(shè)有空氣分配系統(tǒng)，上、下配置有擋水板，加壓室充水為自動(dòng)控制，主要參數(shù)如下：
規(guī) 格：Φ2000×3865 介質(zhì)溫度：≤60°C
過濾面積：3.14㎡ 清洗空氣強(qiáng)度：≥60L/㎡·S
出 力：60—120T/h 清洗時(shí)間：20—60min
加壓室充水：200mL/個(gè) 過濾壓頭損失：0.01—0.15Mpa
2. LLY—高效過濾器在系統(tǒng)中的配置
我廠第二期擴(kuò)建工程結(jié)束后，化學(xué)水處理系統(tǒng)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(jī)物污染嚴(yán)重，于1990年在石英砂過濾器之后增設(shè)一級(jí)活性炭過濾器，LLY－高效過濾器屬精密過濾設(shè)備，配置在石英砂過濾器之后，活性炭過濾器之前，在此系統(tǒng)中，投高效過濾器石英砂過濾器為列運(yùn)行。
3. LLY－高效過濾器作用的探討
對(duì)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(jīng)混凝后所形成的礬花密度及強(qiáng)度都小，特別細(xì)碎且比較松散，很難結(jié)成大礬花下沉，而是懸浮在水中，并隨水流進(jìn)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(jī)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(yán)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(duì)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(shí)清水很容易將吸附的礬花清洗掉。
從LLY－高效過濾器和傳統(tǒng)機(jī)械過濾器對(duì)比來看，在濁度、凝膠體物和有機(jī)物的去除效果及截污容量等方面，LLY－高效過濾器均優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)，一般LLY－高效過濾器出水可達(dá)零濁，傳統(tǒng)機(jī)械過濾器的出水卻不能達(dá)到零濁，這說明傳統(tǒng)機(jī)械過濾器不具有深層過濾的功能。
三、高效過濾器的運(yùn)行監(jiān)督及幾種運(yùn)行方式所得結(jié)論
1. LLY－高效過濾器的運(yùn)行監(jiān)督
從LLY－高效過濾器的投入運(yùn)行開始，每間隔2小時(shí)測(cè)定一次入、出口水濁度，4小時(shí)測(cè)定一次膠硅、膠鐵及化學(xué)耗氧量，當(dāng)出口水濁度超過2F.T.U時(shí)，即為高效過濾器失效。
2. 試驗(yàn)方法及設(shè)備
試驗(yàn)方法采用1984年版火力發(fā)電廠水汽試驗(yàn)方法。
（1）濁度：方法SS－C－1－84分光光度法。
儀器：上海雷磁生產(chǎn)721分光光度計(jì)
濁度標(biāo)準(zhǔn)液：硫酸肼－烏洛托品
零濁水：凝結(jié)水經(jīng)0.15μm微孔濾膜真空抽濾。
（2）化學(xué)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(zhuǎn)化分光光度法。
儀器：上海雷磁生產(chǎn)751GW分光光度計(jì)。
（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(chǎn)751GW分光光度法。
3. 幾種運(yùn)行方式試驗(yàn)結(jié)果及所得結(jié)論
我們進(jìn)行了三種不同的預(yù)處理運(yùn)行工況的試驗(yàn)，其結(jié)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(jī)物的能力，結(jié)果見表1：
|
項(xiàng)
目
原
水
|
運(yùn)行工況
|
COD（平均）
|
溫度（平均）
|
|||||||
|
水溫
（°C）
|
運(yùn)行時(shí)間
(小時(shí))
|
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(jī)物效果不理想，運(yùn)行周期也較短。
（2）原水到生水箱,在水箱出口管加藥后經(jīng)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該原水在此條件下，混凝反應(yīng)很慢，形成的礬花幾乎無任何強(qiáng)度，極易穿過濾層，在礬花沒有形成的條件下，已經(jīng)到了纖維過濾器入口，所以不具備直流混凝的條件，這種運(yùn)行工況的結(jié)果見表2：
表2
|
項(xiàng)
目
原
水
|
運(yùn)行工況
|
COD（平均）
|
溫度（平均）
|
總制水量
|
|||||||
|
水溫
（°C）
|
運(yùn)行時(shí)間
(小時(shí))
|
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(jìn)入活性炭過濾器及陰、陽浮床之后，礬花會(huì)在活性炭過濾器及陰、陽浮床內(nèi)形成，造成所謂的鋁離子后移。此工況對(duì)亮子河電廠的這種水質(zhì)是不適應(yīng)的。
后續(xù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，調(diào)高水的PH值，可顯著提高混凝反應(yīng)速度和礬花的強(qiáng)度，估計(jì)調(diào)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(jīng)混凝處理,再經(jīng)LLY－高效過濾器,結(jié)果見表3：
表3
|
項(xiàng)
目
原
水
|
運(yùn)行工況
|
COD（平均）
|
濁度（平均）
|
膠硅（平均）
|
膠鐵（平均）
|
||||||||||
|
水溫
(°C)
|
運(yùn)行
時(shí)間
(小時(shí))
|
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(shù)據(jù)可以看出，在這種運(yùn)行工況下，經(jīng)過LLY－高效過濾器除濁度、膠體物質(zhì)及有機(jī)物效果都較好，且運(yùn)行周期長，制水量大，明顯的優(yōu)于其它兩種工況。
這三種運(yùn)行工況的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：對(duì)于像亮子河發(fā)電廠采用低溫低濁水為原水的發(fā)電廠，采用原水－混凝－LLY－高效過濾器－活性炭－除鹽系統(tǒng)，效果很好，表6列舉了LLY－高效過濾器連續(xù)三個(gè)周期的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
四、高效過濾器對(duì)除鹽工藝的影響
從1991年2月份開始進(jìn)行LLY－高效過濾器前期的水質(zhì)普查工作，陽床入口水水質(zhì)見表4：
表4
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|
濁度
|
COD
|
全鐵
|
膠鐵
|
||||
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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(dǎo)率為0.8μS/cm，LLY－高效過濾器投入運(yùn)行后，混床的電導(dǎo)率下降至0.8－0.16μS/cm，陽床入口水水質(zhì)見表5：
表5
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|
濁度
（F.T.U）
|
COD
（MG/L）
|
||||
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92年4月
|
0－5.14
|
1.2－4.9
|
||||
|
92年5月
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0－4.05
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0.0－2.24
|
表4與表5的對(duì)比說明：LLY－高效過濾器截留了大量的膠體和有機(jī)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(jié)約鹽酸（32%）9.3噸，價(jià)值人民幣3720元，堿耗可降低10.9 g/mol，節(jié)約水堿（95%）5.4噸，價(jià)值人民幣10800元。
五、結(jié)論
1.LLY－高效過濾器完全適用于象亮子河發(fā)電廠的低溫低濁水的預(yù)處理工藝并可以取代傳統(tǒng)機(jī)械過濾器。
2.LLY－高效過濾器的除濁、膠體物質(zhì)及有機(jī)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(dǎo)率的合格率。
3.該設(shè)備不采用傳統(tǒng)的料狀濾料，維護(hù)量特別小，且纖維束經(jīng)幾個(gè)月被有機(jī)物、微生物污染之后，可以進(jìn)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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