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無閥過濾器在節(jié)水中的新的突破方向

在經(jīng)過了成都博海環(huán)境工程有限公司對(duì)無閥過濾器節(jié)水技術(shù)的實(shí)踐，對(duì)存在的反沖洗不徹底、頻繁反沖洗題目進(jìn)行了分析，提出了改進(jìn)的設(shè)想。

重力式無閥過濾器在石油化工循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中是最常用的旁流處理設(shè)備，用于往除大部分懸浮固體、黏泥和微生物等。重力式無閥濾池具有無大型閥門、正水頭過濾、沖洗自動(dòng)化、造價(jià)低及操縱治理方便等優(yōu)點(diǎn)。

由于這種過濾器歷史悠久，技術(shù)成熟，所以在產(chǎn)業(yè)水處理中應(yīng)用非常廣泛。燕山石化公司水務(wù)治理中心第六供水車間現(xiàn)有五組200m3/h無閥過濾器，采用石 英砂為濾料，處理量是循環(huán)水量的3%～5%，濾速10m/h（通常），反沖洗強(qiáng)度15m/s·m2（通常），沖洗歷時(shí)約5～7min，反沖洗周期因處理的 水質(zhì)不同而有所差別，約每24h1次。

　1.原理簡(jiǎn)介

　　無閥過濾器結(jié)構(gòu)圖

　 　原水由進(jìn)進(jìn)水管2送進(jìn)濾池，經(jīng)過濾層6自上由下地過濾，凈水即從連通管注進(jìn)存水箱11內(nèi)儲(chǔ)存，水箱布滿后，水通過出水管12進(jìn)進(jìn)凈水池。濾層6不斷截留 懸浮物，造成濾層阻力的逐步增加，因而促使虹吸管3內(nèi)的水位不斷升高。當(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管13管口時(shí)，水自該管中落下，通過抽氣管14借以帶走虹吸下降 管15中的空氣。認(rèn)真空度達(dá)到一定值時(shí)，便發(fā)生虹吸作用。這時(shí)沖洗水箱11中的水自下而上地通過濾層6，對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗。當(dāng)沖洗水箱水面下降至虹吸破壞 斗17時(shí)，空氣進(jìn)進(jìn)虹吸管13，破壞虹吸作用。濾池反沖洗結(jié)束，進(jìn)進(jìn)下一個(gè)周期工作。

　　重力式無閥過濾器與傳統(tǒng)的普通快濾池相比，由于具有自動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)反沖洗的特點(diǎn)，因而具有非常明顯的上風(fēng)。由于無閥過濾器的結(jié)構(gòu)決定了在反沖洗過程中無法自動(dòng)停止進(jìn)水，大量的源水和反沖洗水一起排掉，包括以下兩部分。

　�。�1）浪費(fèi)了不參與反沖洗的進(jìn)水，以處理量200m3/h的重力式無閥濾池為例，反沖洗歷時(shí)5min，每次反沖洗浪費(fèi)源水16m3左右。

　�。�2）在反沖洗形成的過程中，流失大量的源水，形成排水虹吸，此部分浪費(fèi)的水和反沖洗形成的時(shí)間有關(guān)。與其它類型過濾器相比，致命缺點(diǎn)是反沖洗耗水量大，難以適應(yīng)節(jié)能減排的環(huán)境。

　　2.通常節(jié)水改造思路

　 　20世紀(jì)60年代，曾有人嘗試用電控的方案解決無閥濾池的反沖洗過程浪費(fèi)水的題目，均沒有推廣，主要是安全性、穩(wěn)定可靠性。以及運(yùn)行維護(hù)和能耗等題目無 法徹底解決。眾多的電儀接收和執(zhí)行部件裸露在室外或浸沒水中，風(fēng)吹雨淋日曬，既不安全又易出故障，而且完全抹殺了無閥濾池水力全自動(dòng)化的特征。

　　根據(jù)作者把握的信息，經(jīng)過多年的實(shí)踐，無閥過濾器節(jié)水技術(shù)不斷完善、進(jìn)步，通�？梢砸姷降墓�(jié)水改造思路主要集中在以下方面。

　�。�1）虹吸上升管中水位達(dá)到反沖洗水位時(shí)由電信號(hào)控制強(qiáng)制反沖洗閥門動(dòng)作，能夠快速強(qiáng)制自動(dòng)反沖洗，減少虹吸下降管中形成真空時(shí)間所消耗的水量。

　　（2）在濾池進(jìn)行反沖洗時(shí)由電信號(hào)控制封閉總進(jìn)水閥門，使濾池停止進(jìn)水，至反沖洗結(jié)束由電信號(hào)控制打開總進(jìn)水閥門，恢復(fù)濾池工作，減少濾池反沖洗期間由總進(jìn)水管進(jìn)進(jìn)濾池而直接經(jīng)虹吸上升管和虹吸下降管流失的水量。

　　以上兩種技術(shù)改造可以分別獨(dú)立使用，也可以組合使用，主要取決于節(jié)水意圖。

　　由此可以看出，上述思路是基于人工干預(yù)過濾器的自然工作狀態(tài)。

　　3.分析

　 　反沖洗時(shí)封閉了總進(jìn)水閥門，虹吸管中減少了這部分水量，基于節(jié)水的目的實(shí)現(xiàn)了，反沖洗只能依靠沖洗水箱中過濾后的水完成。由于封閉了總進(jìn)水閥門，壓力水 的停止使虹吸管中的水流速減慢，固然已經(jīng)形成了虹吸，但造成反沖洗強(qiáng)度不夠。同時(shí)，由于反沖洗強(qiáng)度的減弱，濾層中截留的懸浮物沒有充分脫離，所以虹吸管內(nèi) 的水位很快升高，以致反沖洗頻率增加。燕山石化公司水務(wù)治理中心第六供水車間的五組過濾器均同時(shí)使用以上兩種技術(shù)進(jìn)行了改造，投進(jìn)使用后都不同程度的存在 反沖洗強(qiáng)度不夠和反沖洗頻率增加的弊端，因此先后恢復(fù)了傳統(tǒng)的運(yùn)行方式。

　　4.設(shè)想

　　由于人工干預(yù)過濾器的自然工作狀態(tài)，破壞了過濾器正常的工作規(guī)律，假如對(duì)過濾器結(jié)構(gòu)進(jìn)行附加或改動(dòng)而沒有徹底消除影響因素，因此出現(xiàn)意外也是可以理解的。

　 　對(duì)反沖洗過程進(jìn)行分析可知，在虹吸形成后，開始部分反洗水是含濾層截留污染物的污水，占反洗全過程的20%～30%，后部分反洗水是由于虹吸尚未破壞而 排出的經(jīng)過濾器自動(dòng)過濾后儲(chǔ)存在水箱中的凈水，含有相應(yīng)的水質(zhì)穩(wěn)定藥劑，水位下降至虹吸破壞斗結(jié)束，占反沖洗全過程的70%～80%。一般情況下，一組過 濾器由兩個(gè)過濾器通過水箱的聯(lián)通組成，以處理量200m3/h的重力式無閥濾池為例，每次反沖洗使用水箱中的凈水在70m3左右，假如有70%可以回收， 則達(dá)50m3。若按通常情況下反沖洗頻率每24h1次計(jì)，則每組過濾器每年可以回收18250m3。另外，這部分反沖洗水的回收，可以減少水池水位的波 動(dòng)，維持濃縮倍數(shù)的穩(wěn)定，減少藥劑的消耗。因此，該部分反洗水具有回收利用的價(jià)值，且效益明顯。

　 　基于上述分析，作者以為，與其人工干預(yù)過濾器的自然工作狀態(tài)，不如順其自然，在不破壞過濾器正常工作的條件下，在沖洗水箱出水管位置安置液位開關(guān)。在反 沖洗形成過程中，不論虹吸輔助管排水時(shí)間是非，水量多少，全部經(jīng)回收利用管線返回水池。當(dāng)反沖洗開始的時(shí)候，水位下降，液位開關(guān)動(dòng)作，采用信號(hào)變送器控制 排水管電磁閥將兩部分反洗水分別收集處理。前部分反洗水利用原排污管線排放至污水井，后部分反洗水利用延時(shí)信號(hào)（設(shè)定1min）控制電磁閥打開，引進(jìn)緩沖 池后進(jìn)進(jìn)水池（也可以直接進(jìn)進(jìn)水池）回收利用，同時(shí)往污水管線電磁閥封閉，若緩沖池水位高于水池水位可自動(dòng)溢流，因此不會(huì)對(duì)水質(zhì)穩(wěn)定及安全生產(chǎn)造成負(fù)面影 響。排水井出水口電磁閥控制管線如圖2。

　　為了降低施工本錢，可以改進(jìn)如圖3所示，回收利用管線不使用閥門，只在排至污水井管線安裝控制閥，利用位差控制反沖洗水的流向。

成都博海根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際提供以上思路，供有無閥過濾器節(jié)水技術(shù)改造愿看的廠家和設(shè)計(jì)單位參考，以使此項(xiàng)技術(shù)更加完善，使無閥過濾器在產(chǎn)業(yè)水處理中發(fā)揮最佳效果。