浅谈双流过滤器在邯钢水源净化中的应用

摘要：目前在冶金行业乃至其他各行业的循环水系统中，对于循环水补水的水质有着严格的要求，因此采用了不同的净水处理工艺，并取得了不同的处理效果。文章结合冶金行业循环水补水水质要求和特点，介绍了利用双流过滤器的微絮凝工艺的应用效果，以便进一步探讨和推广该项新技术的应用。

关键词：微絮凝；双流过滤器；水质净化；污泥脱水；净水处理工艺 文献标识码：A

中图分类号：TU991 文章编号：1009-2374（2017）02-0116-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.055

1 概述

目前在冶金行業乃至其他各行业的循环水系统中，对于循环水补水的水质有着严格的要求，因此为满足水质要求，不同的净水处理工艺被采用，并取得了不同的处理效果。本文结合邯钢水源地的水源净化工程的设计、施工、投产和运行效果，对该工程采用的双流过滤器工艺进行探讨。

2 邯钢原补水水质存在的问题

邯钢水源取自滏阳河水，需水量为3500m3/h，经取水泵站加压提升后送至十水站大水池进行贮存，然后由加压泵站加压送往厂区，供生产使用。在该过程中不对水质进行任何形式的处理，只是对水进行输送和贮存。

随着近年来滏阳河水的污染加剧，水中悬浮物达到80mg/L（冶金企业标准≤10mg/L），水质已不能满足循环水补水要求，该水作为补水会影响循环水水质，为保证循环水的浓缩倍数，只得加大排污量，从而使吨钢耗新水大幅的提高，浪费水资源。

为减缓上述情况，经公司相关部门论证，在邯钢十水站新建水源净化工艺设施，处理工艺采用双流过滤器工艺，处理机理为微絮凝机理。

3 水源处理工艺的技术特点

3.1 水处理工艺流程

河水→调节池→提升泵→管式混合器（PAM/PAC加药）→高速双流过滤器→净化水池（杀菌剂）→净化水泵→各用水点

3.2 污泥处理工艺流程

过滤器反洗水→反洗水池→污泥浓缩池→污泥储池→（PAM加药）卧式离心机→污泥外运

清水回流至调节池再处理

3.3 双流过滤器设备描述

双流过滤器在原水悬浮物较多的情况下能确保出水水质的高质量，具有过滤速度高、处理水量大、占地面积小等优点。其操作分为人工操作和单台或多台程序控制自动操作两种，是当前工业水处理设施中必备的设备。

3.3.1 规格及技术性能。

3.3.2 设备材质及结构要求。

罐体：Q235-B，δ=16mm

滤帽：不锈钢316，3300个/台

滤料：无烟煤和天然海砂

布水器：采用DN200不锈钢栅管，布水系统保证使用强度和刚度及足够长的使用寿命，布水均匀，具有可靠的防反洗跑料功能。

控制阀门：设备带进出口及反洗进出口电动阀和手动阀，排水阀、反洗进气电动阀和手动阀，排气管及阀门。

控制箱：全透屏户外防水型，电气信号灯、按钮等采用防水型PLC可编程控制器。

控制模式：压差、定时并联模式、故障报警器、信号远程控制输出。

控制系统：手动或自动，PLC自动控制，同时设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出其有关工艺参数以及能在就地操作盘上操作相关的自动阀门。对重要参数如流量等设有在线检测仪表，并设定有超限报警功能。

采用高性能微处理器，集数据采集、模数转换、中央控制为一体。

3.3.3 设备技术特性描述。过滤器在原水悬浮物较多的情况下能确保出水的高质量，具有过滤速度高、处理水量大、占地面积小等优点。它不仅能适用于过滤处理悬浮物较多的原水，而且在循环水中使用，可改善水质，提高水的循环利用率。

过滤器本体钢板厚度采用16mm，封头采用18mm。

本装置采用中心进水，采用独特的布水装置。

集水采用多孔板配加强型滤头，滤头材质采用不锈钢。集水效果好，反洗时布水均匀，不会使滤料由于受力不均匀而乱层或出现跑料现象。

反洗装置带空气擦洗，能力强、时间短、水耗低（气源来自需方自备的压缩空气系统）。在运行过程中，其滤料表面会粘附大量杂质，甚至造成滤料结成泥球。若用水进行冲洗很难奏效。而采用压缩空气进行鼓泡擦洗，同时借助水的作用，很容易将滤料表面粘附的杂质或泥球剥落或打散，然后由水流带出，从而提高过滤器的反冲洗效果。

过滤器的结构特点：（1）改进了内部结构，使过滤器结构更趋于合理；（2）采用新型的配水方式，使配水更均匀，有效地防止滤料流失；（3）配套的滤料过滤效率高且易于反洗；（4）进水、出水管配置方式多样化，为选用单位提供了方便条件；（5）过滤器的底部集水形式为多孔板不锈钢滤帽出水，合理的设计避免了在局部产生过高的流速和偏差。

3.4 水处理工艺描述

由邯钢水源地提取的河水，经过管道输送至十水站，然后由提升泵站加压，在加压泵后的输水母管道上设1台DN1000的静态管道混合器，同时在混合器上设PAM和PAC投加点，向混合器中投加混凝剂和助凝剂，静态管道混合器设在高速双流过滤器进水母管上，用于加药后药液与进水充分混合，使原水及药剂混合均匀。

静态管道混合器的管内流速为1～1.5m/s。药剂的投加点设在混合器进水口前0.3m以外。

为使药剂与水得到充分的反应，管道增加敷设长度至110m后，使反应时间延长至1.5min，从而使原水与混凝剂和助凝剂得到充分、有效、均匀的反应，以便药剂与水中的悬浮物、胶体发生充分絮凝，使水中的杂质脱稳，有利于后续凝聚处理。

经过微絮凝脱稳的水进入8台直径为Φ5000mm的高速双流过滤器，单台设计流量为600m3/h，设计流速为15m/h。

在双流式过滤器中，进水分为两路：一路由上部进；另一路由下部进。经过过滤的出水都由中部引出，这样由上部进入的水的过滤和普通单流式的相同，主要起薄膜过滤作用；由下部进入的水，由于先遇到颗粒大的滤料，随后遇到的是颗粒逐渐减小的滤层，所以在这里主要是起渗透过滤作用，因此滤料的截污能力就可以较完全地发挥出来。

双流式过滤器的内部结构和单流式不同的地方是中间设有排水系统；滤层较高，在中间排水系统以上的滤层高为0.6～0.7m.以下为1.5～1.7m。它所用滤料的有效粒径和不均系数均较单流式的大，石英砂时，滤料的颗粒粒径为0.4～1.5mm，平均粒径为0.8～0.9mm，不均匀系数为2.5～3.0。

双流式过滤器的运行情况：开始运行时，上部和下部的进水约各占50%；运行了一段时间后，在上层由于阻力增加快，其通过水量比下层通过的水量要少。其滤速按出水量计应控制在10～12m/h。清洗时先用压缩空气吹5～10min，继之用清水从中间引入，自上部排出，先反洗上部。然后，停止送入压缩空气，由中部和下部同时进水，上部排出，进行整体反洗。此反洗强度控制在16～18L/（m2·s），反洗时间为10～15min。最后停止反洗，进行运行清洗，待水质变清时开始过滤送水。

过滤器的反冲洗水排至一座新建的Φ8000mm污泥浓缩池进行浓缩，池内安装污泥浓缩机，浓缩机的结构与圆池刮泥机基本相似，在浓缩机的刮臂上装有垂直排列的栅条，在刮泥的同时起缓速搅拌作用，提高浓缩的效果。

浓缩后的污泥沉降至污泥斗，形成2%～3%浓度的污泥，在储泥池内经搅拌机充分搅拌均匀后，由污泥进料泵（螺杆泵/变频无级可调）进料，根据离心机的运行情况，在控制系统的调节下进入离心机进行污泥脱水，以达到最佳污泥进料量。然后由污泥泵加壓送至离心脱水机进行脱水，浓缩池上清液和离心机清水自流回水至十水站大水池。

污泥固相被机内螺旋逐步推向固相出料口端，并在离心力及尾端双向挤压段的挤压力的作用下，达到最干的效果；液相则在逐步分层稳定，并越积越多的情况下，澄清的上清液，经溢流堰流出，至液相出口，排出机外。

上述的工作过程中，在离心脱水机液压差速系统的驱动下，可使主机螺旋的扭距达到最大化及螺旋与转鼓的差速达到最小化，进而使污泥的固相及液相的分离效果达到最佳。

经论证，该净化装置系统设计最大处理水量为4000m3/h，净化后的水的悬浮物将由现在近80mg/L降低至小于10mg/L，相应胶质状的CODcr也将有一定程度上的去除，该系统将极大地改善厂区供水条件。

4 工艺设施描述

该工艺净化设施包括以下建筑及设施：（1）输水泵站一座：泵站内含有原水泵组、反冲洗泵组、输水泵组，加药设施；（2）过滤间一座：含8台双流过滤器，1台管道混合器，压缩空气储罐，风机房；（3）污泥浓缩池及污泥储池：包括污泥浓缩机、污泥泵等设施；（4）污泥脱水间：包括污泥加药设备、离心脱水机、螺旋输泥机等；（5）反洗水池：含2台液下提升泵、2台潜水搅拌机。

5 结语

经过双流过滤器处理后的水，符合冶金企业标准悬浮物含量≤10mg/L的工业新水水质标准，同时相应降低了水中部分CODcr含量，改善了厂区用水条件，节约了用水，降低了吨钢耗水水平。

参考文献

[1] 郑林红，吴克新.双流双速过滤器在冶金水处理工艺中的应用[J].山东冶金，2007，（S2）.

[2] 马晟.双流双速过滤器在冶金水处理工艺中的应用思路构建[J].山西冶金，2016，39（2）.

作者简介：焦清卫（1974-），男，河北邯郸人，河北省邯郸市邯钢集团设计院有限公司高级工程师，研究方向：给排水设计。

（责任编辑：小 燕）