高效过滤器在化学水处理中的应用

　　以纤维为滤料的高效纤维过滤器与以石英砂为滤料的过滤器相比，具有过滤效率高、滤速快、截污容量大、周期制水量大、自耗水低特点，同时解决了原工艺流程中存在的问题，有较高的经济效益及社会效益。如能改进滤料的清洗技术，简化过滤设备的内部结构，使之具备直接处理 高浊度进水能力以及较好的解决纤维过滤设备大型化的问题，可在水处理领域得到更广泛的应用。

　　生水过滤系统是纺织厂化学水处理的重要环节，生水水质的好坏直接影响着后续设备的正常运行及除盐水的水质，从而关系到纤维丝束的 质量。我厂软水站原系统设计最大出力为420t/h，由于扩建工程的需要，外供除盐水量的增加，生水水量相应增加及水质要求的提高，原有的7 台处理能力为60t/h的机械过滤器已无法满足生产需求，且系统存在问题，改造已成必然。经过调研和充分论证决定采用一种新型的束状软填 料———丙纶纤维材料为滤料的压力式高效纤维过滤器。

　　一、生产系统工艺现状及问题分析

　　1、原工艺流程

　　原生水是由水厂经粗滤后送至软水站，水厂粗滤后的水浊度在1.5~ 3mg/L，由于浊度过高无法直接进行软化，因此软水站必须经机械过滤器 过滤，经软化罐软化后制成除盐水送至生产车间。机械过滤器是采用颗粒状石英砂为滤料，利用清水泵加压，形成等速压力式机械过滤器。再由 后续水处理设备(除盐水处理系统)制成除盐水。

　　2、原系统存在的问题

　　(1)由于系统来水水质恶化，7台机械过滤器积泥垢十分严重，影响 除盐水供给;常需停运一台进行检修，而6台机械过滤器出水量无法保 证生产用水，降低了离子交换器的周期制水量，增加制水成本。

　　(2)机械过滤器反洗自用水消耗量大，操作难度大，极易造成击窜或 反洗时带走大量的石英沙，之后过滤效果明显下降，只能停车检修，造成极大浪费。

　　(3)机械过滤器处理能力为60t/h，且颗粒状滤料进行过滤，其过滤精 度受滤料粒径限制，其出水浊度高，滤料的清洗操作过于繁重;轻易产生板积，更换滤料频繁，劳动强度大。

　　二、可行性分析

　　为了解决原系统存在的问题，经过调研分析，我们本着工艺技术领 先的原则，对石英沙机械过滤器改造成高效纤维过滤器。单台高效纤维过滤器设计出力为90t/h。

　　高效纤维过滤器的工作原理：

　　高效纤维过滤器是一种将下端挂有重坠的膨化纤维长丝(D20～ 50μm)束丛，悬吊于设在过滤器上部的多孔板上充当过滤介质的过滤设备。在纤维束丛中贴近多孔板的部分设置有若干个胶囊，过滤时先向囊 内充水，形成加压室，强行挤压四周的纤维束使之密实，然后水流自下而 上穿过纤维孔隙，进行上向流过的操作。

　　清洗时先排尽囊中的水，撤消对纤维束的挤压，使纤维束丛在重力 和膨化纤维的弹力联合作用下恢复其膨松状态，然后进气、水联合拌动擦洗。

　　由于用作滤料的纤维是一种能弯曲而柔软的材料，其滤料直径可达 几十微米，并且在滤料层中存在着大量的缝隙空间，在过滤操作过程中，通过控制对纤维束的挤压条件就可以得到不同的纤维孔隙率，过滤器的 效率和阻力就可以控制在设定的范围内，解决了传统的过滤设备无阀滤 池、虹吸滤池、机械式过滤器等均采用颗粒状滤料如石英砂进行过滤，其过滤精度受滤料粒径较大限制的问题。微小的滤料直径，极大地增加了 滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会 和滤料吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。

　　三、实施

　　1、工艺流程

　　在过滤器运行前，将囊充水，以保证加压室达到设定压力。在过滤器启动时必须预运行，检测出水浊度合格后方能正式投入运行。过滤器运 行过程中，对流量的调节必须平稳，防止流量突变使过滤产物被“带出”， 而造成出水浊度超标。过滤器的清洗过程为：胶囊排水→打开排气阀，反 洗入口阀和反洗排水阀→打开压缩空气阀进行反洗(反洗25~35分钟) →打开正洗入口阀和正排阀(正洗15~25分钟)进行正洗→关闭压缩空气阀和正洗入口阀，待用五个步骤。

　　2、运行状况

　　该过滤系统自2008年10月15日在水处理系统投用至今。为了把握运行规律，使该过滤系统能够安全、高效、合理运行，我们对过滤器的 运行周期进行了试验。

　　对单台过滤器失效控制采用三参数控制：

　　进出口压差≥0.1MPa;

　　出水浊度≥1mg/L;

　　设定周期累计制水量。满足其一确认其失效。

　　由于来水受季节的影响，春秋两季雨水大，水场出水浊度有些偏高，因此周期制水量也有所不同，单台周期制水量在3000～4000t之间能保证出水的水质。来水浊度最大达5mg/L，最小只有1.2mg/L，但出水浊度可以达到要求。过滤器在任何情况下都能起到截留作用。对后续工序起 到保护作用。

　　四、经济效益及社会效益

　　生水系统经过改造运行四年半来，解决了原工艺中存在的问题，提高了出水水质及水量，降低了生产成本。

　　(1)水耗计算：高效纤维过滤器周期制水量大，反洗水耗小，减少了水 耗，降低了排污量。

　　高效过滤器全年反洗水量=单台反洗耗水量×全年反洗个数=80× 1278=102240t

　　机械过滤器全年反洗水量=单台反洗耗水量×全年反洗个数率=60× 2555=153300t

　　高效过滤器全年节约水量=(机械过滤器全年反洗水量-高效过滤器 全年反洗水量)=153300-102240=51060t

　　全年节约排污费=2.87×51060≈14.7万元

　　(2)工艺效果：高效纤维过滤器的出水水质有了提高，使出水浊度稳 定并小于0.7mg/L，减少了阳离子交换器的负担，可有效地提高离子交换器的周期制水量，降低盐耗，减轻了对树脂的污染。

　　(3)减少了反洗次数，机械过滤器24小时反洗一次，高效过滤器48 小时反洗一次，减轻了工人的劳动强度。

　　(4)解决了机械过滤器停车检修频繁，更换滤料等大强度劳动。在改 造四年半来未停车检修过，节约了检修费用，降低了工人的劳动强度。