ARKAL叠片式过滤器出水浊度高的原因分析与对策

陶卫君 范小艳

(中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆 克拉玛依 834003)

工业化应用

ARKAL叠片式过滤器出水浊度高的原因分析与对策

陶卫君 范小艳

(中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆 克拉玛依 834003)

采用ARKAL公司生产的SPIN KLIN型叠片式过滤器对进入阳离子交换器的新水进行过滤，过滤器出水浊度偏高，经分析后认为是由过滤器叠片间隙小、铁锈垢堵塞叠片间的过滤沟槽和过滤器反洗参数设置不合理造成的。通过调整叠片间隙、酸洗消除叠片内铁锈垢和缩短过滤器反洗时间参数等措施，叠片式过滤器出水浊度明显下降，过滤效果得到提升。

ARKAL公司 SPIN KLIN 叠片式过滤器 浊度

中石油克拉玛依石化有限责任公司(以下简称克石化)热电厂500 t/h除盐水处理装置过滤单元采用以色列ARKAL公司生产的SPIN KLIN型叠片式过滤器。与传统的机械式和纤维式过滤器相比，叠片式过滤器具有占地面积小、投资少、自用水率低、自动化程度高以及运行费用低等优点[1-2]。500 t/h除盐水处理装置叠片式过滤器投运以来，运行效果总体比较好，但是叠片式过滤器出水浊度偏高，容易导致后续离子交换器内阴、阳离子交换树脂受到浊度污染，影响离子交换效率，不利于500 t/h除盐水处理装置的安全和经济运行。

1 叠片式过滤器基本情况

1.1 叠片式过滤器原理

克石化热电厂目前选用的叠片式过滤器是ARKAL公司生产的第二代SPIN KLIN叠片式全自动反冲洗过滤器。SPIN KLIN自动反冲洗过滤器和一般叠片式过滤器不同之处在于它专利设计的内撑组件，一体式内撑上有一组弹簧、一组叠片、一个活塞、一组隔膜以及三组反冲喷嘴，它们配合其他控制系统共同作用达到高效过滤和完全反冲的功效。

在过滤状态下，原水从外面通过叠片，过滤叠片在弹簧力和水力的作用下被紧紧地压在一起，杂质颗粒被截留在叠片交叉点，经过过滤的水从过滤器中流出，具体见图1。当过滤进程达到预定时间或过滤进出口压差达到预设值时，过滤器自动进入反清洗状态，此时反冲洗阀门使水流逆转，骨架中的活塞升起，叠片被放松，来自其他过滤单元的水流沿骨架中心喷嘴切向喷出，叠片在水流作用下高速旋转，将附着在叠片表面的污物冲洗干净，并经由排放口排出过滤器，具体见图2。

图1 过滤状态

图2 反冲洗状态

1.2 叠片式过滤器选型及参数设置

根据克石化热电厂原水水质情况，结合叠片式过滤器叠片的大小及每种叠片的过滤等级，使用的叠片大小为7.62 cm(3英寸)，过滤器等级为55 μm(可过滤水中大于55 μm以上的颗粒杂质)，见图3。

图3 55 μm级叠片

每套过滤器由9个独立并列的滤筒组成，每个滤筒出力20 t/h，每套过滤器处理能力180 t/h，见图4。

图4 叠片过滤器整体外观

每个滤筒在运行过程中可以通过程序控制单个滤筒独立进行反洗，不会互相影响，这样就可以保持整套设备的连续运行。单筒反洗时间、整套设备反洗时间以及反洗次数可根据原水水质通过程序控制来调整，以便达到整套设备最佳运行状态。克石化热电厂叠片过滤器单个滤筒反洗时间设置为25 s，整套叠片过滤器反洗程序通过时间和压差两个参数控制，无论哪个参数达到设定值，都会立即执行反洗程序，其中时间参数设定值为16 h，进、出口的压差参数设定值为0.25 MPa。水质较差时，过滤器进、出口压差上升快，叠片过滤器一般根据压差参数反洗；水质较好时，压差不到设定值，叠片过滤器一般按时间参数16 h反洗。每次整套叠片过滤器9个滤筒依次按顺序反洗，每次共用时间为3.75 min，反洗流量30 t/h左右，整个反洗过程自动完成。

2 叠片式过滤器出水浊度偏高原因分析

2.1 过滤器叠片间间隙小

对过滤器反洗出水进行化验分析，发现反洗出水的浊度只有6.5 FTU，说明过滤器反洗效果并不好，叠片上的污物没有被反洗下来。对过滤器进行解体检查时发现叠片缝隙中附着大量悬浮物，分析可能是由于每组过滤器的叠片数量太多，过滤器在反洗时叠片间隙太小，叠片没有完全处于放松状态，导致附着在叠片表面的污物无法被彻底冲洗干净。

2.2 铁锈垢堵塞叠片滤缝，造成叠片失效

叠片过滤器运行一段时间(大约两个月)后，出现频繁自动反洗现象，反洗周期比之前正常运行时大大缩短，最短时大约不到半小时即出现自动反洗一次的现象。对过滤器解体检查发现，叠片过滤缝隙中附着大量的红褐色铁锈垢，这些铁锈垢无法在过滤器自动反洗时消除掉,堵塞了叠片的过滤通道，造成叠片失效，才导致过滤器频繁反洗。

2.3 反洗参数设定不合理

开始时将过滤器反洗参数设定为：过滤器连续运行到840 min(16 h)或压差达到0.25 MPa时，过滤器进行自动反洗一次。通过一段时间运行，发现过滤器在运行周期的中后期(5～16 h)其出水水质比前期(0～4 h)明显变差。经分析后认为主要原因是过滤器运行周期即反洗间隔时间过长，过滤器运行中后期叠片暂时失效导致出水水质下降。

3 采取的对策及效果

3.1 调整过滤器叠片间隙

将每组过滤器分别取出一定数量叠片以增加过滤器反洗时叠片间隙，通过检测反洗出水浊度来确定最佳叠片数量。每次调整叠片数量后过滤器试运行5 d，记录每次过滤器反洗出水浊度，统计平均值。

经过试验，在新水浊度基本相同的条件下，随着每组过滤器逐渐增加叠片取出数量，过滤器反洗出水浊度逐渐上升。当每组过滤器取出10张叠片时，反洗出水平均浊度达到最高(26.5 FTU)。继续增加每组过滤器叠片取出数量，反洗出水平均浊度有所下降，试验结果见表1。

表1 取出叠片数量与反洗出水浊度的关系

表1数据说明：每组过滤器取出10张叠片时，过滤器内叠片的间隙达到最佳值，反洗效果最好。因此将每组过滤器内的叠片统一取出10张，以增加过滤器反洗时叠片的间隙，提高反洗效果。

3.2 酸洗消除叠片缝隙内铁锈垢

对叠片内的污垢进行了分析，发现叠片内的污垢除了黏泥外主要是铁锈垢，铁锈垢无法通过自动反洗或者人工用清水冲洗来清除，但能用酸液浸泡清除。过滤器叠片的材质是聚丙烯塑料，经过耐酸试验，酸液浸泡不会对叠片造成损伤或缩短其使用寿命。

因此，过滤器每运行一段时间后都要对过滤器叠片进行酸洗来消除铁锈垢，具体步骤是：(1)在塑料桶内将盐酸稀释到5%～10%；(2)将叠片按组拆下捆绑好；(3)将叠片放置到稀盐酸溶液内浸泡至无铁锈垢；(4)用清水冲洗叠片。通过酸洗后，过滤器过滤出水浊度明显下降，过滤效果提高。

3.3 调整反洗参数设定

对过滤器原先设定的反洗时间和压差参数进行调整试验。在原来设定的时间和压差参数的基础上逐步缩短时间和压差参数，每调整一次运行5 d，定期检测过滤器进出口浊度并进行统计，结果见表2。

表2 反洗参数设置及试验结果

从试验结果看：在新水浊度基本相同的条件下，随着叠片过滤器反洗时间和压差参数设定值的减小，过滤器出口平均浊度逐渐减小。反洗时间和压差参数分别设定在180 min，0.2 MPa时，过滤器出水平均浊度达到最小(1.0 FTU)。反洗时间和压差参数继续往下调整，过滤器出水平均浊度不再下降。因此确定了过滤器反洗最佳时间和压差参数分别为180 min，0.2 MPa。该条件下叠片过滤器出水平均浊度较低，同时反洗次数较少，节约反洗用水量。

4 结语

通过取出叠片过滤器内叠片数量，增大反洗时叠片间隙、定期对叠片进行酸洗消除沟槽内铁锈垢、缩短过滤器反洗时间和压差参数设置等措施，克石化热电厂500 t/h除盐水处理装置ARKAL叠片过滤器运行效果得到明显改善。过滤器正常反洗时叠片达到完全放松状态，附着在叠片表面的污物被彻底冲洗干净，叠片过滤器频繁自动反洗现象的现象基本消失，叠片式过滤器出口平均浊度明显下降，达到1.0 FTU。可以避免后续离子交换器内阴、阳离子交换树脂受浊度污染，提高了离子交换效率，对除盐水处理装置的安全和经济运行起到了积极作用。

[1] 刘广容,叶春松,邓迎春,等.两种叠片式过滤器的工艺性能比较试验[J].工业水处理,2008,28(7):27-29.

[2] 林和坤,周珩.盘片式过滤器的原理及使用方法[J].工业用水与废水,2002,33(3):44-47.

Cause Analysis and Solution of High Effluent Turbidity of ARKAL Disc Filter

Tao Weijun,Fan Xiaoyan

(PetroChinaKaramayPetrochemicalCompany,Karamay,834003)

The SPIN KLIN disc filter produced by Israel ARKAL Company was used to filter influent before entering the cation exchanger,and the effluent turbidity of disc filter was high.It was concluded that the causes were too small filter disc gap,block of the filter channel between discs by rust dirt,and unreasonable filter backwash parameters.A series of solutions were proposed,including adjusting filter disc gap,acid soaking and washing the filter disc contaminated by rust dirt,and shortening the filter backwash time parameters.Through the above measures,disc filter effluent turbidity decreased obviously,and filtering effect was improved.

ARKAL Company,disc filter,turbidity

2017-01-08。

陶卫君，男，1980出生，2010年毕业于华北电力大学技术经济及管理专业，硕士，工程师，现从事设备管理工作。

1674-1099 (2017)01-0043-04

TQ085.4

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