鄒正東

1 概述

高速過(guò)濾器是壓力式多介質(zhì)過(guò)濾器的一種，其濾速一般為20～40 m/h。它是現(xiàn)代工業(yè)水處理的主要裝置之一，具有濾速高、處理量大和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，非常適用于處理鋼鐵企業(yè)中煉鋼、連鑄和熱軋等濁循環(huán)水（含有氧化鐵皮及油質(zhì)）[1]。

梅山鋼鐵于2012年完成二期建設(shè)，產(chǎn)能達(dá)到760萬(wàn)t/年，在熱軋水處理系統(tǒng)建設(shè)中，引進(jìn)了34臺(tái)高速過(guò)濾器，分別應(yīng)用于直接冷卻循環(huán)水、層流冷卻循環(huán)水二個(gè)系統(tǒng)上，對(duì)循環(huán)水水質(zhì)進(jìn)行凈化處理。過(guò)濾器的技術(shù)參數(shù)為：

直徑:5 m

濾速:35 m/h

過(guò)濾量:≥687 m3/h

壓力:≤0.4 MPa

阻損:≤0.05 MPa

2 熱軋濁循環(huán)水處理工藝介紹

熱軋濁循環(huán)分為直接冷卻水和層流冷卻水兩系統(tǒng)，主要處理軋線(xiàn)回水中懸浮物、氧化鐵皮和油質(zhì)，經(jīng)冷卻塔冷卻后重復(fù)利用。具體工藝如圖1、圖2。

其中，濁循環(huán)旋流池的作用是分離較大粒徑的氧化鐵皮，起一次沉淀的作用，沉淀時(shí)間為8～15 min，表面負(fù)荷宜為20～30 m3/(m2h)；平流池的水力停留時(shí)間比旋流池要長(zhǎng)，一般不小于30 min，表面負(fù)荷宜為4～6 m3/(m2h)，可去除較小顆粒的氧化鐵皮，起二次沉淀的作用；平流池的出水經(jīng)過(guò)過(guò)濾器達(dá)到去除懸浮物和油的效果，滿(mǎn)足水質(zhì)要求。

3 運(yùn)行問(wèn)題及解決措施

3.1 運(yùn)行問(wèn)題分析

二熱軋剛剛投產(chǎn)時(shí)，軋線(xiàn)新設(shè)備調(diào)試，大量含油廢水進(jìn)入濁循環(huán)水處理系統(tǒng)，導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)超出了系統(tǒng)處理能力。

另一方面，過(guò)濾器本體部分設(shè)備存在固有缺陷，所以，濁環(huán)水高速過(guò)濾器及其配套設(shè)備在使用之初就出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題，供水水質(zhì)波動(dòng)大，達(dá)不到要求，具體水質(zhì)指標(biāo)如表1。

圖1 直接冷卻水工藝流程圖

圖2 層流冷卻水工藝流程圖

表1 濁環(huán)水水質(zhì)指標(biāo) mg/L

具體問(wèn)題表現(xiàn)為：

(1)過(guò)濾器濾料板結(jié)、混層現(xiàn)象嚴(yán)重，濾料安裝高度無(wú)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)濁環(huán)過(guò)濾器開(kāi)蓋檢查及更換濾料時(shí)發(fā)現(xiàn)，石英砂與無(wú)煙煤混合在一起，無(wú)煙煤、石英砂、鵝卵石均糊滿(mǎn)了大量的油泥，其中無(wú)煙煤、石英砂板結(jié)嚴(yán)重，造成過(guò)濾效果較差。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)有4臺(tái)濾層剩余高度低于 2 m（2#、16#在 1.5 m 左右，5#幾乎無(wú)濾料）；但有的濾料高度仍超高（按照標(biāo)準(zhǔn)濾料層厚度為 2.6 m），如 1#、11#、13#、14#、15#、17#、19#均在 3.7 m以上。

(2)過(guò)濾器反洗強(qiáng)度控制困難，反洗強(qiáng)度大時(shí)大量濾料(石英砂、無(wú)煙煤)被沖出過(guò)濾器，排入預(yù)濃縮池，造成濾料大量流失，同時(shí)影響污泥處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，水壓低又導(dǎo)致單罐反洗水流量不足，反洗水量不足造成濾料清洗不干凈，濾料發(fā)生板結(jié)、硬化現(xiàn)象，從而又造成過(guò)濾器正常過(guò)濾出水量減少及濁環(huán)水水質(zhì)變差，濁環(huán)水中的油污未能有效清除，形成惡性循環(huán)。

(3)過(guò)濾器頂部自動(dòng)排氣閥動(dòng)作不靈，導(dǎo)致氣洗時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)經(jīng)常憋壓，減少風(fēng)機(jī)使用壽命。

(4)過(guò)濾器存在漏砂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響用戶(hù)的產(chǎn)品質(zhì)量。開(kāi)蓋檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)濾板與中心管焊接不牢，且濾帽松動(dòng)較多，濾帽與濾板接觸面不平整；且濾板下部由于設(shè)計(jì)原因?qū)е虏糠炙从肋h(yuǎn)排不盡，且內(nèi)部濾料泄漏后在濾板下部易造成堵塞。

3.2 改造措施

3.2.1 過(guò)濾器本體改造

(1)采用新的濾料級(jí)配，以保證濾料有效的膨脹高度和過(guò)濾精度。在過(guò)濾器內(nèi)壁進(jìn)行濾料裝配時(shí)，畫(huà)出水平線(xiàn)，作為鋪裝高度標(biāo)記，濾料級(jí)配為：

第一層：石英砂粒徑2～4 mm，厚度500 mm

第二層：石英砂粒徑1.2～1.6 mm，厚度700 mm

第三層：無(wú)煙煤有效粒徑2.4～2.8 mm，厚度1400 mm

(2)針對(duì)過(guò)水量不足的現(xiàn)象，對(duì)濾帽的材質(zhì)、形式進(jìn)行了改造。通過(guò)與1422老線(xiàn)過(guò)濾器濾帽進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)1780熱軋的過(guò)濾器濾帽過(guò)水面積明顯不足。所以更換時(shí)，拆除過(guò)濾器內(nèi)原有濾帽，更換為與1422熱軋過(guò)濾器濾帽同型號(hào)的長(zhǎng)柄濾帽，濾帽緊固使用雙螺母形式，防止濾帽在反洗時(shí)松動(dòng)。

(3)對(duì)過(guò)濾器內(nèi)部中心管進(jìn)行補(bǔ)焊，濾板下部加焊；在濾板下部的U型槽處增設(shè)DN150管道，末端加設(shè)閥門(mén)控制，以便于在檢修時(shí)可將此層水源排盡或?qū)⑸笆宄唧w如圖3。

圖3 改造后U型槽

(4)將自動(dòng)排氣閥更換為氣動(dòng)閥門(mén)，并將氣動(dòng)閥門(mén)的自動(dòng)控制程序?qū)懭脒^(guò)濾器的反洗控制程序中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)自動(dòng)控制。

3.2.2 管道及附屬設(shè)施的改造

(1)針對(duì)反洗水量不易控制的現(xiàn)象，在過(guò)濾器出水總管上加裝流量調(diào)節(jié)閥和壓力變送器，降低余壓反洗水量的波動(dòng)現(xiàn)象，提高反洗效果。

(2)新增羅茨風(fēng)機(jī)的變頻柜，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速來(lái)控制反洗氣量；且對(duì)風(fēng)機(jī)出氣總管進(jìn)行改造，增加防倒灌裝置，降低風(fēng)機(jī)的故障率。

4 改造后運(yùn)行效果

(1)改造后的高速過(guò)濾器運(yùn)行效果穩(wěn)定，單臺(tái)高速過(guò)濾器水處理流量由原來(lái)的400～500 m3/h增加到650 m3/h，供水水質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn)定性也大幅提高，減少了因噴嘴堵塞造成水冷效果不好而出現(xiàn)的質(zhì)量事故，大大提高了生產(chǎn)效率，具體數(shù)據(jù)如表2。

表2 改造前后水質(zhì)、水量對(duì)比情況

改造后的高速過(guò)濾器再未發(fā)生濾料跑料現(xiàn)象，且反洗周期由原來(lái)的12 h延長(zhǎng)到現(xiàn)在的24 h，反洗水量由出水總管的流量調(diào)節(jié)閥控制，徹底杜絕了跑料現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)改造后的羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況良好，再無(wú)憋壓、水流倒灌的現(xiàn)象出現(xiàn)，大大減少了風(fēng)機(jī)的故障率，節(jié)約了維修成本。

5 總結(jié)

通過(guò)采取以上改進(jìn)措施，過(guò)濾器的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了提高，向1780熱軋供水的水質(zhì)、水量有了顯著改善，因水量不足影響主線(xiàn)生產(chǎn)的概率大大降低，軋機(jī)作業(yè)率得到了明顯的提高；同時(shí)，過(guò)濾器故障率的下降也降低了設(shè)備維護(hù)成本，促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)5S的管理。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]王紹文等．鋼鐵工業(yè)廢水資源回用技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京:冶金工業(yè)出版社，2008