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采用高效纤维过滤器处理低温
低浊水的试验研究
[摘要]系统地测试分析了低温低浊水处理工艺过程中LLY-高效纤维过滤器的作用、特点及效果。并根据原水特点、用水要求提出了工艺控制过程中的关键控制条件。该工艺系统的经济效益初步分析也显示了一定的优越性。
[关键词] LLY-高效纤维过滤器  低温低浊水试验研究
一、前言
在传统的水处理系统中,低温低浊水的预处理效果始终不太理想。一般传统的预处理系统是混凝—普通的石英砂机械过滤器等工艺,这种过滤在过滤精度不高,截污容量较小,其出水浊度、有机物和胶体物质均不能满足除盐系统的要求,造成后部的活性炭过滤器系统和除盐设备负担过重,尤其是树脂的胶铁、胶硅的有机物的污染,使除盐水的电导率不合格,同时也缩短了树脂的使用寿命,除盐系统漏过的有机物随除盐水补进锅内,分解成了低分子有机酸,结果会造成炉水PH值偏低,热力设备腐蚀,而腐蚀产物容易结垢,对电厂的安全经济运行构成严重威胁。
我厂所用生水主水源为亮子河下游第二集水进水(宽井进水),备用水源为汤旺河水。这二种原水均属低温低浊地表水,水中的胶体物及有机物的含量较高(最高可达20ppm以上),我厂预处理系统为:原水—水力加速澄清池—机械过滤器—活性炭过滤器。该预处理系统已满足不了处理这种低温低浊水的要求,因此我们采用东北电力学院应用化学系研制的一种精密过滤设备LLY—高效过滤器来代替传统的石英砂过滤器,投送二年多的对比实验表明,该过滤器除浊度、有机物及胶体物质的能力远远高于石英砂过滤器,且截污容量大、流速高、易反洗,是一种理想的过滤设备,完全可以取代石英砂过滤器。
二、LLY高效过滤器在系统中的配置及过滤作用的探讨
1.LLY高效过滤器结构简介
我厂采用的两台LLY—高效过滤器是由东北电力学院吉林市飞特水处理工业公司制造的,其设备结构是圆筒形外壁,体内垂直方向悬挂长丝纤维束,均匀的设置五个加压室,下部设有空气分配系统,上、下配置有挡水板,加压室充水为自动控制,主要参数如下:
规   格:Φ2000×3865   介质温度:≤60°C
过滤面积:3.14㎡      清洗空气强度:≥60L/㎡·S
出    力:60—120T/h    清洗时间:20—60min
加压室充水:200mL/个    过滤压头损失:0.01—0.15Mpa
2.LLY高效过滤器在系统中的配置
我厂第二期扩建工程结束后,化学水处理系统为:原水—混凝澄清—石英砂过滤—阳浮床—阴浮床-温床。所用生水主水源为亮子河,下游第二集水井水(宽井水),汤旺河水(大河水)为备用水源,后因有机物污染严重,于1990年在石英砂过滤器之后增设一级活性炭过滤器,LLY-高效过滤器属精密过滤设备,配置在石英砂过滤器之后,活性炭过滤器之前,在此系统中,投高效过滤器石英砂过滤器为列运行,如下图所示。

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3.LLY-高效过滤器作用的探讨
对于低温低浊的原水,混凝效果一直不理想,其主要原因是:由于原水中的悬浮物和胶体含量较小,经混凝后所形成的矾花密度及强度都小,特别细碎且比较松散,很难结成大矾花下沉,而是悬浮在水中,并随水流进入到后面的石英砂过滤器。石英砂过滤器主要是靠滤层表面的机械截流,其截污能力很低,使大部分矾花被后面的活性炭和阳、阴树脂所吸附,造成活性炭中毒及树脂严重污染。
LLY-高效过滤器中的滤料是丙纶长丝,这种丙纶长丝直径约为60μm,过滤通道为孔径由大到小深入,这种变孔径过滤通道对截流小颗粒矾花十分有效,且纤维束本身也具有一定的吸附作用,其吸附力较弱,因此在反洗时清水很容易将吸附的矾花清洗掉。
从LLY-高效过滤器和传统机械过滤器对比来看,在浊度、凝胶体物和有机物的去除效果及截污容量等方面,LLY-高效过滤器均优于传统机构过滤器。两者在过滤方式上有很大差别,高效过滤器中纤维间的最小孔隙为10-40μm,要远远小于石英砂过滤器中石英砂的孔隙(300-500μm),在纤维的滤层过滤效应,一般LLY-高效过滤器出水可达零浊,传统机械过滤器的出水却不能达到零浊,这说明传统机械过滤器不具有深层过滤的功能。
三.LLY-高效过滤器的运行监督及几种运行方式所得结论
1.LLY-高效过滤器的运行监督
从LLY-高效过滤器的投入运行开始,每间隔2小时测定一次入、出口水浊度,4小时测定一次胶硅、胶铁及化学耗氧量,当出口水浊度超过2F.T.U时,即为高效过滤器失效。
2.试验方法及设备
试验方法采用1984年版火力发电厂水汽试验方法。
(1)浊度:方法SS-C-1-84分光光度法。
仪器:上海雷磁生产721分光光度计
浊度标准液:硫酸肼-乌洛托品
零浊水:凝结水经0.15μm微孔滤膜真空抽滤。
(2)化学耗氧量:方法SS-30-3-84高锰酸钾法。
(3)胶硅:方法SS-6-2-84氢氧酸转化分光光度法。
仪器:上海雷磁生产751GW分光光度计。
(4)胶铁:方法SS-18-2-84
   SS-C-3-84     邻菲罗啉分光光度法
仪器:上海雷磁生产751GW分光光度法。
 3.几种运行方式试验结果及所得结论
我们进行了三种不同的预处理运行工况的试验,其结果如下:
(1)原水-LLY-高效过滤器-活性炭
这种工况原水没有投混凝处理,直接通过高效过滤器,考察一下高效过滤器除浊度和有机物的能力,结果见表1:

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从上表中可以看到除浊效果较好,但除有机物效果不理想,运行周期也较短。
(2)原水到生水箱,在水箱出口管加药后经过LLY-高效过滤器。
条件:聚合铝(哈尔滨伊兰化工厂)加药量15-25mg/l,混凝PH值6-6.5。
这种工况原想法是直流混凝,但实验发现该原水在此条件下,混凝反应很慢,形成的矾花几乎无任何强度,极易穿过滤层,在矾花没有形成的条件下,已经到了纤维过滤器入口,所以不具备直流混凝的条件,这种运行工况的结果见表2:

TIM截图20180807100301.png


这种水进入活性炭过滤器及阴、阳浮床之后,矾花会在活性炭过滤器及阴、阳浮床内形成,造成所谓的铝离子后移。此工况对亮子河电厂的这种水质是不适应的。
后续实验发现,调高水的PH值,可显著提高混凝反应速度和矾花的强度,估计调整混凝PH值能改善这一工况的效果。
(3)原水-混凝(澄清器)-LLY-高效过滤器。
条件:聚合铝(哈尔滨伊兰化工厂)加药量20-40mg/L,混凝PH值7.5-9.0。
这种工况是原水经混凝处理,再经LLY-高效过滤器,结果见表3:

TIM截图20180807100313.png



从表中的数据可以看出,在这种运行工况下,经过LLY-高效过滤器除浊度、胶体物质及有机物效果都较好,且运行周期长,制水量大,明显的优于其它两种工况。
这三种运行工况的实验数据表明:对于像亮子河发电厂采用低温低浊水为原水的发电厂,采用原水-混凝-LLY-高效过滤器-活性炭-除盐系统,效果很好,表6列举了LLY-高效过滤器连续三个周期的运行数据。
四.LLY-高效过滤器对除盐工艺的影响
从1991年2月份开始进行LLY-高效过滤器前期的水质普查工作,阳床入口水水质见表4:

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在此期间混床出水电导率为0.8μS/cm,LLY-高效过滤器投入运行后,混床的电导率下降至0.8-0.16μS/cm,阳床入口水水质见表5:

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表4与表5的对比说明:LLY-高效过滤器截留了大量的胶体和有机物,使树脂污染大大降低,可以大幅度的提高除盐水合格率。
91年12月至92年5月共制除盐水234269吨,酸耗可以降低6.7g/mol,节约盐酸(32%)9.3吨,价值人民币3720元,碱耗可降低10.9 g/mol,节约水碱(95%)5.4吨,价值人民币10800元。
五、结论
1.LLY-高效过滤器完全适用于象亮子河发电厂的低温低浊水的预处理工艺并可以取代传统机械过滤器。
2.LLY-高效过滤器的除浊、胶体物质及有机物的效果较好,因此可以降低树脂的污染速度和程度,提高除盐水电导率的合格率。
3.该设备不采用传统的料状滤料,维护量特别小,且纤维束经几个月被有机物、微生物污染之后,可以进碱浸泡,操作非常简单。
4.投入高效过滤器后,可以降低自用水耗、酸碱耗,增加周期制水量。

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[摘要]以西关热电厂为例,对高效过滤器代替石英砂过滤器的使用效果进行了总结。对代替效果的综合效益与特点提出了对比优势。
关键词] 高效过滤器 代替 效果
西关热电厂化学水处理运行方式是预处理和一级除盐,预处理采用凝聚与机械过滤两部分,由于西关电厂源水是松花江水,随着季节不同,江水变化很大,冬季受低温、低浊的影响,夏季受高浊水与上游化工厂排放有机物较高废水的影响,这就给水的凝聚带来了一定的困难,虽然凝聚之后有石英砂机械过滤器,但石英砂过滤器截污能力较差,出水满足不了阴阳浮床入口水水质要求。因此,造成除盐水个别项目水质超标,酸碱耗高,影响供水等。我们也想过一些解决的办法,但最终没有什么好的效果,这个问题持续了几年尚未解决。东北电力学院采用自行研制的φ1000~φ2000LLY高效过滤器在我厂做工业性实验,与石英砂过滤器并列入锅炉补给水系统,几个月的工业性对比试验,高效过滤器各项指标均低于石英砂的过滤器,运行工人一致认为高效过滤器应用于西关热电厂是最理想的设备,解决了几年未解决的难题。由于当初安装LLY仅限于做工业性实验,安装台数少,供水量不能满足用水量的要求,为使这项新工艺能尽快应用于西关热电厂化学预处理系统,由我们提出履行计划,即将原有的四台φ3000石英砂过滤器中的两台改成φ3000LLY-高效过滤器,由东北电力学院提出工程履行可行施工,该设备投入运行后几个月的监测数据来看,浊度、有机物(COD)、铁三项指标都有较大幅度的降低,极大地改善了阴阳浮动床入口水质量。过去阳床运行六个周期,就得擦洗一次,其擦洗出水湿浊测定含泥量25%左右,而LLY投入十五个周期擦洗一次,擦洗出的含泥量6%左右,大大降低了工人劳动强度,并且节省了大量的场用水。以其它几个监测数据表明,LLY也是可观的,因此,我们归纳了四点:
1.出水多
过去φ3000石英砂过滤器四台也满足不了生产需要,而如今一台φ3000高效过滤器运行,一台备用,则满足生产需要,一台顶四台。
2.擦洗快
石英砂过滤器擦洗一台所需要时间较长,往往擦洗的不彻底,而高效过滤器操作简单,易于清洗,所需时间是石英砂过滤器的二分之一。
3.出水好
高效过滤器截污容量大,在入口水浊度相等的情况下,以周期为计算单位,高效过滤器去污力在92%以上,而石英砂过滤器则在59%左右,截污容量也是石英砂过滤器的5倍以上。
4.消耗省
高效水质好给除盐部分带来的经济效益是可观的,过去酸耗由58.34g/mol,降到53.27g/mol,碱耗由过去的67.2g/mol,降到59.8g/mol。下降7.4g /mol,除盐水质量也明显好于过去。
上述四点符合勤俭办企业方针“多快好省”四个字。
总之,几个月的运行使用,我们认为高效过滤器不仅有上述几点优点,它的特点还有待于我们在运行中逐步摸索,使它更加完善。
根据φ3000LLY高效过滤器运行情况表明:一、与石英砂过滤器相比具有以下优点:
1.过滤效率高
2.出水水质好
3.流速快,是石英砂过滤器的3倍以上(可达30~50m/h)
4.截污容量大,是石英砂过滤器的5倍以上
5.易于清洗,且反洗时不会象石英砂滤料随水流漏出
6.占地面积小,可减少基建投资
7.操作简单,运行维护工作量小
二、该设备是目前过滤器设备中最先进的设备。
附:西关热电厂φ3000LLY高效过滤器运行数据

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