铁前污水处理厂微絮凝过滤器改造

孟凡娜，杨正斌

（天津天铁冶金集团有限公司动力厂，河北056404）

0 引言

铁前污水处理厂于2008 年建成，采取的工艺是沉淀池→高密池→过滤器→澄清池，目的是对生活区污水和厂区污水进行进一步净化处理，以利于厂内高炉、发电设备等循环使用，以达到减少排放，合格排放的目的。其中过滤器采用的是上海同诺环境科技有限公司生产的TNJ 微絮凝净水器，旨在降低高密池输送过来的水的浊度和悬浮物含量。但是由于在管路设计和设备本体存在严重缺陷，导致试运行时出现了生产事故，故而设备一直处于闲置状态，从未被启用。污水处理厂也一直是带伤运行，水质极不稳定。

1 现状分析

2008 年至今已有10 余年，期间各分厂新建项目众多，包括动力厂CCPP 次高压锅炉循环发电、10号发电以及高炉更新改造等，对所需要的循环水水质要求越来越高，过去的处理工艺已经无法满足生产需要。而且由于水质处理的不彻底，经常发生循环水堵塞管道，淤泥、绿藻附着设备等事件，急需对污水处理工艺进行改造，提升污水处理品质。通过对原有工艺分析和过滤设备的实地测量、观察，确定通过改造重新启用微絮凝净水器。

2 确定方案

2018 年3 月，动力厂相关技术人员入驻现场，由于原污水处理工程建设并未交工，造成相关设备技术资料、图纸严重缺失，只能深入现场对所有设备和管道进行详细勘察，无论是高空、地下管道还是设备本体内部构造，全部一一核实明白。

通过勘察了解，确定微絮凝过滤器的处理水原理是：过滤器上部放置比重相对较小的滤料，下部为比重较大的石英砂，这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。当胶体颗粒、悬浮物等杂质流过净水器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。当滤料表层截留了一定量的污物时会形成滤膜，随时间推移过滤器的进出水压差将会很快升高，直至出水水质劣化。此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内滤料层悬浮松动，从而使粘附于滤料表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。而在实现这些功能的设备设施设置以及工艺管道连接上存在很大的问题，主要有：

（1）过滤器设备本体未安装压力监控测量设施；

（2）与高密池联通管道和阀门切换混乱需要重新梳理；

（3）设备自反洗系统管道设置和连接有问题，需要重新设计；

（4）过滤器内部滤料填充过高未留反洗空间，需要清除部分；

（5）汽洗管道过细，压力过低需要重新敷设，并连接气源。

虽然存在问题很多，但是原过滤器设备本体、连接管道、联通阀门等设备质量很好，虽然十余年未启动使用，但是就目前情况，完全符合再次启用标准。通过对现场问题进行一一整理，利用原有处理方式结合多介质过滤器的过滤、反洗模式，制定了改造方案。

3 改造过程

3.1 对提升泵和提升水池进行了修复

由于原有处理工艺停止在了高密池阶段，使得污水在经过高密池处理后直接进入澄清池，未将水由提升泵输送至过滤器，造成提升水池和提升泵闲置至今。所以改造项目第一步即清理水池和恢复提升泵。在组织专业人员对水泵、电机进行修复过程中，设备本体改造也在同步进行。

3.2 对距离提升管道最近的2 台过滤器进行集中改造

拆除了设备本体内部原有布水孔板上的上、下两层水帽，开拓了过滤器的上部空间，以利于滤料的反洗上浮。对出现损坏的布水装置进行了重新焊接拉筋，以加固设备，并能保证布水均匀。通过计算，既要保证过滤效果，又要保证反洗效果，清理掉过滤器内部滤料约30 t，以保证足够的反洗空间。另外在设备本体上重新焊接了排气管，用以在过滤器反洗时排除空气，防止设备憋压，造成设备损坏。最后，在气洗入口管上安装了就地压力表，在设备本体上安装了压力连接管至变送器。

3.3 重新敷设反洗管路

过滤器滤料实现自反洗的手段是：一台过滤器正常运行，其产水经过阀门切换进入到反洗连接管内，连接管另一端连接到另一台需要反洗的过滤器底端，通过自下而上的水流动实现滤料层松动，使粘附于滤料表面的截留物剥离并被水流带走的功能，见图1。这就要在设备本体底部开孔，连接反洗管道并安装阀门，通过计算确定孔径和阀门直径为DN300。由于只是小范围试验，成功后反洗管道还要与所有过滤器相连，故而反洗管另一端先用盲板堵住，待其他过滤器改造完成后再进行连接。

图1 过滤器滤料实现自反洗

3.4 初步试运行

在提升水池、提升泵修复、提升管道和两台过滤器改造完成后，对过滤器进行了注水，对滤料进行了充分浸泡，随后进行了初步小范围试验。

（1）打开两台过滤器进水气动阀门，缓慢开启手动阀门，向净水器内注水。

（2）待排空气门开始出水，打开净水器产水门，关闭排空气门。设备进入制水阶段。

（3）监测过滤器出水水质，由于原滤料压实交重，脏污程度较深，造成出水水质非常恶劣，浊度测量因超过量程无法测量。

（4）反洗操作：

①关闭一台过滤器运行入口门和产水门，打开反洗排污门（手动门、气动门都打开）。

②打开进气气动阀，利用进气手动门控制进气量，逐渐调整进气量尽量开大，以不漏滤料为准。空气擦洗5 min，关闭进气门。

③打开过滤器的反洗联通门，反洗20 min 后，打开取样门，取样观察、化验反洗效果。发现效果不明显，出水依然混浊。

④重复以上反洗操作步骤，继续空气擦洗5～10 min，水力反洗20～30 min，与此同时取样观察，测试反洗效果。

第一天和第二天的出水浊度（NTU）见表1。

表1 第一天和第二天的出水浊度（NTU）

经过14 h 的空气擦洗和水利反洗，最终反洗出水清澈无杂物、无异色，化验浊度＜5。

⑤正洗，即关闭反洗联通门，打开入口门和正洗排污门观察水质。

⑥正洗约1h 后，出水浊度达到4 个NTU。打开运行出口门，关闭排污门正式制水。

反洗过后的过滤器制水质量明显提升，将高密池出水浊度的20-30NTU 降低到了3-8NTU。

相同方式对另一台过滤器进行了反洗操作，最终两台过滤器实现正常制水。

小范围的运行取得了非常好的效果，之后仿照已经改造成功的两台样板过滤器，动力厂抽调六个车间近百人，对其余9 台过滤器进行设备改造。

4 最终效果

全部改造完成后，经过反洗、正洗操作，10 台过滤器全部投入运行。每台过滤器出水浊度都降到了5NTU 以下，总出水较高密池出水浊度降低了10-20NTU。

5 效益分析

经过过滤器的此次改造运行，使得污水处理产水颗粒、悬浮物、淤泥含量大幅度降低。另外，每台过滤器的处理能力也由原来的150 t/h 提高到了300 t/h，全部运行可处理污水3 000 t/h，可实现生活区废水的全部回收，为以后的污水回收打下了坚实的基础。

过滤后的水被广泛应用于汽轮发电机、汽轮鼓风机和凝汽器、冷油器等设备循环使用，能够有效缓解之前水管淤泥堵塞、冷却设备效果不佳、结垢频繁等问题。以7#电为例，捅一次凝汽器需要至少2 天时间，每年少捅1 次可多发电：2.5 万kW×48 h=120 万kWh，折合人民币120×104kWh×0.68 元/kW=81.6 万元，还有4#、5#、10#电共计207.18 万元。

6 结束语

污水处理水质的提升一方面提高了循环水使用品质，不仅可以降低相关水处理药剂的投加量，降低工业新水的补给量，还可以大幅降低循环水污水排放量；另一方面还避免了水体的二次污染，对水质的提升具有非常明显的环保意义。