工矿污水过滤器的合理选型和应用-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

 摘　要：简要介绍了几种污水过滤器的特点及合理选型原则,对工矿企业如何合理有效地运用管理污水过滤器提出了几点建议。

    关键词：过滤器;污水浊度;滤料;悬浮物;去除率   

    中图分类号：TD462+. 2　　文献标识码：A　　文章编号：1674-6082(2010)09-0033-03

    近年来,由于节约用水和环境保护意识的加强,各工矿企业开始关注工业污水处理及再利用工作。采用适用的过滤器去除污水中的悬浮物(SS)、耗氧污染物(COD)和油垢,净化工业污水成为首要解决的问题。过滤器的结构型式和工作原理,直接关系着污水过滤效率和净后质量,重视其合理选型和有效运用,可达到节水、节能和环境保护的目的。

    1　常见污水过滤器的结构特点

    目前常见的工业污水过滤器主要有沙煤粒过滤器、纤维球过滤器和微孔管过滤器,结构型式和适用条件各有其特点,选用时应仔细分析鉴别。

    1. 1　砂煤粒过滤器

    这种过滤器的直径为500~600mm,高3000~4000mm,过滤面积为0. 19~0. 25m2,一般采用石英砂与无烟煤组成双层滤料。无烟煤的粒径为0. 8~1. 8mm,装填高度为400~500mm。石英砂装填为两段:过滤层高为300~400mm,粒径为0. 5~1. 2mm;承托层高为150~200mm,粒径为2~4mm (见图1)。

    砂煤粒过滤器的过滤速度可达15~25m/h,在40~45h时间内产水量可达800~900m3/m2。当清理砂滤器时,采用净水反冲洗,冲水量为0. 95~1. 0m3/m2。也可采取气水联合反冲洗,充气量为0. 4~0. 5m3/m2,冲水量为0. 3~0. 4m3/m2,时间均为10~20min。

               

    1. 2　纤维球过滤器

    这种过滤器的直径一般为400 ~500mm,高2800~3500mm,过滤面积为0. 12~0. 20m2。采用的滤料是由聚酯纤维制成的球粒,材质密度为1. 35~1. 40g/cm3,球粒直径为10~30mm,滤料层的自然堆积高度为1000~1200mm(见图2)。

              

    纤维球过滤器的过滤速度可达20~55m/h,在37~40h时间内产水量可达850~1000m3/m2。当清理过滤器时,多采用气水联合反冲洗,充气量为1. 0~1. 5m3/m2,冲水量为1. 5~2. 0m3/m2,时间按均为15~18min。

    1. 3　微孔管过滤器

    这种过滤器的直径为600~700mm,高3000~3500mm,过滤面积为0. 35~0. 50m2。它由一个密闭的筒体装入若干根微孔管组成。微孔管由颗粒状聚乙烯经高温烧结成型,管壁上布满一定规格的能够透气透水的微孔;微孔管的孔径为40~50μm,一端封闭一端开口。污水经管道由筒体腰部的圆周环管充入筒内,在一定压力下从微孔管外围经微孔过滤器进入管内由开口端流出,被滤除的悬浮物积留在管壁外的圆筒空间内,定期由底部阀门排除(见图3)。     

             

    微孔管过滤器的过滤速度可达12~20m/h,在35~40h时间内产水量可达700~800m3/m2。当清理过滤器时可以采用充气冲洗法(压缩空气由管内向管外吹洗),为了保证吹洗管壁微孔的再生质量往往伴以化学溶液清洗,即用浓度为3% ~5%的稀盐酸浸泡,使污物生成溶于水的盐类,这样效果更好。

    2　几种污水过滤器的性能比较

    不同的过滤器所适应的污水种类和排量也不同。在选型时首先要根据污水排量确定合理的产水量,要求过滤器有足够的过滤面积及过滤速度,同时应考虑过滤器对不同污水的适应性和运行参数变化规律特点。对于砂煤粒过滤器、纤维球过滤器和微孔管过滤器已进行大量的工业试验,有关性能及运行参数变化规律见图4、图5及表1、表2。

               

    试验表明,随着污水过滤的进行,过滤器滤料中的悬浮物逐渐增加,空隙率不断下降,压力损失不断上升。在同样条件下微孔管过滤器的压力损失最大,砂煤粒过滤器次之,纤维球过滤器的压力损失最小。由于纤维球可压缩,在后半周期其阻力上升很快,所以压力损失梯度较大。

    试验还表明,当压力损失为0. 1MPa时,如进水浊度为15. 12~29. 73NTU,过滤速度为25m/h,则纤维球过滤器的平均过滤周期为23. 76h,砂煤粒过滤器的平均过滤周期为22. 94h,而微孔管过滤器的平均过滤周期为21. 12h。进水平均浊度越高,则平均过滤周期越短。

    由于在实际生产过程中,工业污水的不确定因素很多,均影响过滤器的过滤速度和产水量。在可比条件下所进行的试验表明,微孔管过滤器、砂煤粒过滤器、纤维球过滤器的过滤速度之比为1∶1. 2∶1. 6,所以在一个标定周期内纤维球过滤器的产水量最多,砂煤粒过滤器次之,微孔管过滤器的产水量最少。纤维球过滤器的产水浊度在5NTU以下,砂煤粒过滤器的产水浊度以4NTU以下,而微孔管过滤器的产水浊度在3NTU以下,均能满足工业生产用水要求。就过滤器所用滤料成本而言,砂煤粒、纤维球、微孔管的价格比约为1∶15∶20。



                 

    由上述试验结果分析,可提出选型建议:供应一般工矿的凿岩钻孔、冲洗工作面和环保防尘用水,可采用纤维球过滤器;对于空气压缩机和内燃机等冷却用水,可采用砂煤粒过滤器;而加工机床等设备的冷却用水,最好是采用微孔管过滤器。生产现场排污情况越复杂,选择过滤器应当越谨慎。

    3　工业污水过滤器的合理运用

    根据污水处理量选定的过滤器投入运行之后,水处理系统的效率能否达到设计要求,还与工作压力、泄水、排泥、吹洗等状况的变化及操作水平有关,所以应该注意建立科学的运用管理机制。

    (1)过滤周期应与生产周期相适应(通常定为23~24h或47~48h),以便赶在白班进行排泥和清理过滤器,工作方便且效果较好。

    (2)随着过滤时间的延长,过滤器的过滤能力呈下降趋势,工作负荷逐渐加大,使工作压力迅速上升,导致过早地达到额定工作压力而中断运行。因此,要实时合理地控制污水的供给量(最好是实现自动控制),并监察污水的参数指标。

    (3)对于微孔管过滤器,其管壁附着滤饼是使过滤能力下降的主要原因:当工作压力突然降至零时,大部分滤饼即会脱落。根据这一现象,可以采取间歇供水制(如每隔4h一次)。这样可以有效地控制工作压力上升,提高过滤能力,延长过滤周期,而且对整个系统的正常运行没有影响。

    (4)当采用充气法清洗过滤器时,其压力不宜过高,一般为0. 15~0. 20MPa。如果压力过高会破坏滤料和滤层格局,影响过滤器的使用功能,致使效率下降,效果恶化。

    (5)在污水池内应设有搅拌器,使其不断地搅动污水,以防止污泥沉积堵塞管道,或破坏污水供给的均衡性,而且应保证污水池有最低储水量。

    (6)在采用气水联合冲洗时,应首先用充气进行“浮床”引起滤料的轻微振动,使污染物质松弛,然后再用水冲洗,反复进行两次,效果最好。

    (7)如果处理水量较大,可以采用多台过滤器并联运行。工业试验证明,只要所选单体设备性能良好,多台设备并联后也能顺利运行,满足生产要求。

参考文献：

[1]北京环科学会.工业企业环境保护手册[M].北京:中国环境科学出版社, 1997.

[2]任效乾,王荣祥.环境保护及其法规[M].北京:冶金工业出版社, 2006.

[3]王荣祥,任效乾.矿山工程设备技术[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

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