浅谈旁滤过滤器改造技术

吕宝成

（华亭煤业集团有限责任公司聚丙烯项目筹建处，甘肃平凉 744100）

1 陶瓷膜管过滤器简介

某公司现有12 台旁滤过滤器，其陶瓷膜管规格为Φ150×980×30，数量294 支/台，S=0.46 m2/支，单支膜管产水量0.7～1.0 m3/h，膜管重量17.8±0.5 kg/支。

过滤器内部的多孔板成井字形或梅花形并列安装多支陶瓷膜管，每根过滤单元由3 支陶瓷膜管竖直串联而成。被过滤的循环水从设备底部进入，经布水器分流来水再经多孔板均匀配水后，被处理的循环水从陶瓷膜管内进入，经膜壁过滤截污，被过滤的水从膜管外壁流出，膜管外壁流出水为合格水。循环水中细小的悬浮物、杂质及部分有机物被膜管拦截，留在膜的内孔，随着过滤时间的延长，过滤阻力也同时增大。当进水压力及出水压力差达到0.05 MPa 或过滤器运行时间达到设定值时，反冲洗机构中电机转动，各相应阀门启动，按程序关闭运行，反洗水从膜管外向膜管内反洗进行清洗，截留于膜管内的悬浮物从反洗排水口流出。

此设备缺点是陶瓷膜管加工周期长、制作成本高、易碎，且安装技术要求严格，检修难度大。年需要膜管3528 支，全部膜管更换费用约300 万元。

2 改造事由

年初进行调试运行时发现12 台旁滤过滤器出水浊度均不达标，经技术人员检查后，确认为安装不合格。随后公司安排施工单位对陶瓷膜管重新安装，并由厂家技术指导，于7 月初安装好第1 台过滤器。7 月中旬由质检中心按不同时间段分2 次从出水口采样化验，测出的出水浊度达到3 NTU 以下，最好时达到2.70 NTU，出水量为200 t/h。至8 月初又陆续安装11 台过滤器。

经过近1 个月的试运行，过滤器的出水浊度和出水量均能达到设计标准。但维护设备正常运行投入的人力多，维护费用相当大，且需要专人看护运行参数的变化，如需经常调节进水压力，保持在0.30 MPa 左右。经与设计院、设备厂家的技术人员反复研究探讨，根据现场参数及技术要求提出适应性改造方案，建议将该过滤器的滤芯料由陶瓷膜管滤芯改为多介质滤料，将整体设备改造为中速机电一体化多介质旁滤过滤器。多介质过滤器的特点是运行稳定，滤料受压抗压能力强，运行时可无人看护，容错率大，不会造成破坏和损失，只需由程控设备自动控制即可，同时完全能满足循环水水质要求，更能切实有效地降低运行及维护费用。

3 改造要求

将现有陶瓷膜管过滤器改造为中速机电一体化多介质过滤器。改造后单台过滤器产水量达到200 m3/h，进水浊度在20 NTU的情况下，出水浊度可满足5 NTU 的出水要求，可保证长期高效的运行。控制系统利用现有程控系统进行改造，改造后为全自动控制方式。

4 改造内容

预制Φ88×δ25 孔板，孔板周边打磨坡口，数量依据每台过滤器内件中的孔数确定，并保持余量及精度，现场拼焊采用单面焊形式；预制拆除中心导流管后留下孔洞的孔板，孔板规格为δ25，数量1 个/台；预制进水配水、出水配水接板，进水配水接板规格为Φ800×δ8，数量1 个/台，出水配水接板规格为Φ600×δ8，数量1 个/台。

4.1 内部改造

拆除内部所有陶瓷膜管、连接件，铲除、磨除下部多孔板固定接管等，拆除中心导流管，拆除上部孔板。堵焊Φ88 的孔板，焊接上平面与孔板持平，焊接中心导流管预制好的孔板，焊接上平面与孔板持平。在打磨平整的花板上打Φ34 的孔，每台打孔数量为330 个。焊接进出水挡水板、滤板支撑件等。罐体清理及内部防腐，外部也做防腐处理。安装水帽，数量330 个/台。

4.2 外部改造

外部管道改造按常规中速过滤器设计，现有外部管道需作修改，变动较大。从上封头引出的主管道有2 个接口，1 个是进水管、1 个是反冲排水管，从上封头引出的排气管可完全利用不作变动，接管规格为DN200，中间排水接管和内部挡板取消。从下锥底引出的主管道有4 个接口，分别是出水管、反冲进水管、正洗排水管和反洗进气管，接管规格除反洗进气管规格为DN125 外，其他均为DN200。外部进水主管道也作相应调整改动，新增反洗进气主管，规格为DN150，并配套增加1 台12 m3空气储罐及附件，压力为0.15 MPa。控制系统相应调整改动，程序变动较大。

4.3 滤料装填

滤料总装填高度为2200 mm，其中无烟煤装填高度为1400 mm，石英砂装填高度为800 mm。单台从上往下布局：无烟煤滤料，粒度0.8～1.8 mm，装填高度1400 mm；石英砂滤料，粒度0.5～1.0 mm，装填高度400 mm；卵石垫层，粒度1.0～2.0 mm，装填高度200 mm；卵石垫层，粒度2.0～4.0 mm，装填高度100 mm；卵石垫层，粒度4.0～8.0 mm，装填高度100 mm。

5 多介质过滤器操作要求

5.1 过滤器改造

将12 台Φ3000×7200 陶瓷膜管过滤器改造为中速机电一体化过滤器，型号为ZSL-3.0，改造后单台设备技术参数见表1。

5.2 设备运行控制

设备进出水、反洗等全部采用PLC 自动控制，满足集中操作。1 台过滤器在反洗过程中，5 只主控阀（电动阀）和2 台反洗动力装置（反洗泵）的动作程序和时间说明如下：反洗开始，关闭进、出水阀，同时打开排水阀，5 min 后启动反洗泵，0.5 min 后打开反洗进水阀，3 min 后打开反洗进气阀，8.5 min 后关闭进气阀，3 min 后停止反洗泵，1 min 后关闭排水阀及反洗进水阀，同时打开进水阀。1 min 打开进水阀，反洗完毕，投入运行。2 台或多台过滤器均按平均时间控制依次逐个反洗，总反洗周期设定为24 h（可调）。

表1 中速机电一体化过滤器技术参数

5.3 设备结构

（1）上布水区。容器内部设置的配水装置，配水装置布置位置高于滤层最大反洗膨胀高度，以防止滤料跑砂，同时保证反洗污物排出。

（2）中心过滤室。选用无烟煤及石英砂滤料填充。

（3）下出水区。滤料下部的集水装置为多孔板滤帽式，排水滤头采用气水反冲洗加强型。避免结构复杂并考虑易安装，保证过滤器内无防腐死区。

（4）反清洗区。反洗时采用水冲洗及气冲洗，气水混合冲洗使滤料相互搓动，让滤料上的污物脱离，再用水反洗，再生彻底。

（5）过滤器本体。采用上下封头，内压式容器结构。底部采用多孔板上组装排水滤头的集水装置。

5.4 装填滤料

滤料是确保水质处理效果的关键，为此必须严格采用规定的滤料，保证滤料技术性能及规格，不能随意降低滤料标准。在开始装填滤料前，必须对过滤器内部进行清扫，并冲洗干净。为确保各层滤料高度要求，防止滤料装填混乱，在装填滤料之前，需在过滤器内壁圆周上按各层滤料装填高度用油漆划线。之后按滤料的粒度级配要求分层装填。装填滤料时，操作人员需进入过滤器内部工作，以便各层滤料按规定的要求均等地装填，当每层滤料达到划线位置时，必须把滤料耙平，使每层滤料按规定的厚度均等地铺遍在过滤器内，并严格检查核对所填的每层滤料是否符合各项要求。

（1）滤料装填的顺序。必须严格地按从下到上的层次逐层装填滤料，严禁乱层及混料铺设。

（2）滤料的补充及更换。滤料连续使用后，需将其截流物定期反洗干净，使滤料恢复良好的过滤作用。滤料长期工作，会有破损，如操作不当会有“跑料”发生，为此需定期检查滤料状况，如有亏料情况，需及时补充。如滤料运行时间过长，出水水质长期不清或滤料层发生乱层，则需更换或重新配滤料。

6 结束语

经现场测试单台设备的产水量不低于200 m3/h。在进水SS（悬浮于水中的固体物质的含量）不大于100 mg/L 的前提下，出水浊度达到3 NTU，最好可达到2.70 NTU。系统运行反冲洗耗水率≤1%。达到改造设计要求。

ZSL 型机电一体化多介质中速过滤器具有过滤速度高、处理水量大、占地面积小等优点，在循环供水系统中使用，可改善水质、提高水的循环利用率，实现了滤料除悬浮物、除油、再生利用的功能，使用周期达10 年以上。本项目每年节约维修费用在300 万元左右。