高速过滤器滤料流失的原因及控制措施

罗 浩，陈景明

引言

高速过滤器是环保领域清、污水深度处理中应用最早、最普遍的一种，特别适用于钢铁企业中净化处理轧钢、连铸的浊水以及循环水系统中的旁滤处理。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。高速过滤器不仅适用于过滤处理悬浮物较多的原水，而且在循环供水系统中使用可改善水质，提高水的循环利用率，节约用水，是当前工业水处理设施中常用的设备之一。

梅钢1422热轧浊循环水系统共有16台高速过滤器，高速过滤器在实际使用过程中，由于过滤器内的滤料连续使用后，会有板结现象发生，如操作不当，会引起滤帽损坏，则会有“跑料”发生，造成滤料流失从而对水质二次污染，对系统水质造成较大的影响，从而影响到产品质量。

1 工艺流程

梅钢1422热轧浊循环系统主要供1422轧线轧辊、辊道、机架间冷却水，除鳞水，地沟冲渣水等用户，使用后的水回到粗轧、精轧铁皮坑，后经提升泵进入二次平流池，进行沉淀、除油，再经二次平流水泵送入砂过滤器系统，过滤后进入浊循环冷却池，再由平流池泵送高速过滤器经冷却塔冷却，冷却后的水进入水池，然后用浊循环间接冷却水供水泵送用户使用（见图1）。高速过滤器主要对系统使用后的水进行过滤处理，去除水中的悬浮物，提高系统的水质，满足用户使用要求。

2 存在的问题

梅钢1422热轧浊循环水处理系统高速过滤器自运行以来，每三年必须对其内部所使用的滤料进行更换，随着热轧产能的进一步扩大，发现轧机冷却喷嘴堵塞的情况越来越严重，对生产造成较大的制约，经分析确认，其主要堵塞物为无烟煤和石英砂。在对冷却塔进行检查时发现其配水槽中堆积有大量的无烟煤和石英砂，冷却塔布水分配孔严重堵塞，造成布水不均；在对浊环水水池清池时发现水池内堆积大量的无烟煤和石英砂；过滤器反冲洗水中也含有大量的无烟煤和石英砂，给反冲洗水的处理带来许多困难。在整个浊循环水系统中，通常情况下进入水中的杂质主要是氧化铁皮、油脂和极少量的其他杂质，而现在浊环水中却出现无烟煤和石英砂等，属不正常现象。经分析，其主要原因是由于高速过滤器跑料造成的，为缓解生产压力，改善热轧浊环水水质，故对高速过滤器滤料流失的问题进行分析，找出解决方法，采取控制措施。

图1 热轧浊循环水系统工艺流程图

3 高速过滤器滤料流失的原因

通过对高速过滤器上部人孔对过滤器内滤料检查发现，过滤器内滤料的高度降低较多，有的过滤器内部滤料在正常过滤后出现局部凹坑，有的滤料出现板结，将滤料全部清除后，发现滤板变形严重，滤帽有破损现象，集水槽内堆积大量石英砂。经确定，造成高速过滤器跑料的原因有以下几点：

（1）现有过滤器基础出现沉降，使过滤器发生倾斜，造成过滤器滤板变形；

（2）现有滤板强度不够，发生变形后，引起滤帽发生扭曲而断裂；

（3）滤帽结构和材质满足不了现场使用的要求；

（4）反冲洗水强度过高，引起反冲洗时发生跑料。

4 高速过滤器防滤料流失的控制措施

高速过滤器发生滤料流失的原因确定后，即对过滤器进行内部结构的改进，并对相关技术方案进行论证。

（1）对过滤器基础进行处理，增强其稳定性；

（2）通过对原有高速过滤器的滤板强度进行结构性改进，有效的防止了高速过滤器滤帽跑偏损坏现象的发生。

通过对滤帽损坏情况的分析，发现引起滤帽损坏的主要原因是由于高速过滤器的滤板在运行过程中发生形变，造成滤帽跑偏受到挤压后而产生破损，通过实验证明采用增加滤板加强筋的方法，最为有效且简单又经济实用。

采用δ16钢板在滤板反面进行加强筋布置，其交叉处采用δ22钢板焊接，使其牢固地安装在高速过滤器滤板反面。（见图2）

图2 滤板反面示意图

为防止长时间使用后产生新的变形，高速过滤器滤板下方用φ108无缝钢管进行支撑，支撑点固定在下风头底部，增加其强度。（见图3）

（3）对滤帽材质和结构进行改进，通过对高速过滤器内滤帽进行分析，原有滤帽材质为ABS工程塑料，当滤板发生变形或滤料板结后，滤帽容易损坏，从而发生跑料，引起滤料流失。

首先，增加过滤器内滤帽的数量。

原有过滤器内共有1050只滤水帽，每只滤帽的过水量最大为1 m3/h，为增加过滤器的过滤水量，将原有滤板进行更换，将滤帽数量设置为1570只，每只滤帽的过滤水量最大为1.2 m3/h，通过滤帽数量的增加，增大过滤面积，达到提高滤速的目的，防止高速过滤器因滤帽堵塞造成处理流量下降。

图3 高速过滤器滤板下部示意图

其次，改进滤帽结构，增加过滤面积。

原有过滤器内滤帽为宝塔形滤帽，材质为ABS，用叠形滤帽替代原有滤帽，材质选择为不锈钢316 L，提高滤帽的强度，其结构加工为圆柱形结构，加大其过流面积，使过滤水量由525 m3/h提高到800 m3/h。（见图 4）器进行分析，发现造成跑料的原因主要是正常过滤时极少数滤帽局部破损后引起跑料，大部分滤料流失是通过反冲洗管道流失，为了防止过滤器发生跑料，通过实验证明增设迷宫式挡板的方法，最为有效且简单又经济实用。

在高速过滤器滤板的下部集水盘和反冲洗出水管上方增设迷宫式挡板，通过挡板的增设改变水流的方向，达到拦截滤料的目的。

图4 滤帽示意图

（4）在高速过滤器滤板的下部集水盘和反冲洗出水管上方增设迷宫式挡板（见图5）。

图5 迷宫式挡板示意图

在项目实施过程中，通过对现场所使用的过滤

5 取得的效果

针对高速过滤器在使用过程中滤料损失造成水质二次污染，影响到后道生产正常进行的情况，通过对生产中带来的问题进行了分析，对过滤器滤板、滤帽在设计中进行结构上的改进，对反洗水强度和压力进行调整，装设防滤料流失装置，防止过滤器在正常过滤及反冲洗过程中发生滤料流失的情况。主要对高速过滤器内的过滤技术作了四点改进：1、在高速过滤器滤板的下部集水盘和反冲洗出水管上方增设迷宫式挡板，改变了水流的方向，达到了有效地拦截滤料的目的；2、滤帽的下方增设过滤网，实现了防止滤料流失进入循环水系统的效果；3、改进滤帽的形状，增加滤帽的数量，增大其过滤面积，达到提高滤速的目的；4、增加滤板强度，在滤板反面安装加强筋，防止滤板发生形变挤压滤帽。

6 结论

通过对高速过滤器滤料流失的原因分析，找出高速过滤器发生滤料流失的原因，对过滤器内部诸多结构进行了改进，满足现场生产工艺（水量、水质）的要求，解决了“跑料”情况的发生，消除了生产过程中的隐患，为后期高速过滤器结构的改进提供了方向，具有较好的推广应用价值。

[1]周胜秋，中、高速过滤器的设计改进[J].给水排水，1996（6）