除盐水新增纤维过滤器的技术改造过程研究

赵 辉

（神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司公用工程管理处，宁夏 灵武750411）

0 引言

宁夏神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司除盐系统（工业水制除盐水）及凝水回收系统，其功能为向动力站锅炉及化工装置提供合格的除盐水。除盐水规模外供除盐水量：正常2782m3/h，最大量3150m3/h。烯烃除盐系统工艺：新鲜工业水-超滤-反渗透-阳床-阴床-混床-供除盐水。

新鲜工业水水源地为鸭子荡水库，再经鸭子荡水库水系统混凝沉淀+砂滤处理。鸭子荡水库水系统因受各种因素影响，出水浊度经常超标，使工业水中胶体和藻类急剧增加。尤其在2012年9、10、11月和2012年1、5、7月工业水浊度为6-20NTU（设计≤3NTU，见工业水质表）严重超标，引起超滤系统污堵，超滤虽经化学清洗可以恢复超滤制水量，但制水量衰减过快，化学清洗周期过短，清洗频繁。不仅造成制水量降低，而且缩短膜使用寿命；同时也引反渗透一段膜生物污堵，压差过高，制水量减低，化学清洗周期过短，清洗频繁，也影响膜使用寿命。从而从源头就影响了原水制脱盐水的制水量，使除盐系统外供除盐水急剧减少，除盐水水质超标，多次造成生产装置降低负荷运行。

表1 工业水质表

这就迫切需要在超滤工艺前增设“吸附”单元，延缓双膜通量衰减、压差上升等问题，进而降低双膜系统的化学清洗频次，降低清洗药剂成本，保障其使用性能和延长使用寿命。

1 项目改造方案

1.1 预处理“吸附”单元工艺选择

对于地表水而言，多介质或单介质（石英砂）过滤器滤速一般选择6-8m/h；

烯烃除盐水装置单套反渗透产水180m3/h，共9套，总产水量为：1620m3/h。按75%回收率计算，反渗透进水2160m3/h；

超滤回收率按95%计算，超滤进水2274m3/h；

超滤回收率按90%计算，超滤进水2400m3/h；

因此，增加砂滤器几乎没有可行性，占地太大，投资费用较高。

1.2 纤维过滤器计算

近些年发展起来的纤维过滤器，突出特点是滤速高，（20-40m/h），所以建议采用这种过滤器较为可行。

烯烃除盐水装置2013年阳床改造项目替换下线的离子交换器，共8台。直径Φ3200mm，按40m/h滤速计算，每台最大产水量320m3/h,8台产水量：2560m3/h，这完全满足所需要的处理量。因此，改造替换下线的8台离子交换器，作为纤维过滤器使用，从处理量上来讲是可行的。

1.3 工艺流程方面

本预处理工艺设置在生水泵至自清洗过滤器之间。过滤器进口取自生产水泵房内生产水泵出口管线，过滤器出口接至自清洗过滤器进口管线，在过滤器进、出口管线之间的原管线上加装切断阀进行隔离，使本预处理工艺并入装置的工艺流程中。

2 项目改造内容

2.1 自适应高效过滤器

（1）设置8台直径为Φ3200mm的自适应高效过滤器（采用新型彗星式纤维滤料），每台正常出力为320m3/h，运行滤速为40m/h，最高滤速不超过50 m/h。

（2）过滤精度：≥5um悬浮物去除率95%以上。

图1

（3）所有内部管路采用法兰与本体连接，并考虑检修和部件更换的便利，内部部件的材质均符合规定要求，紧固件等应同内部管件材质相当。

（4）配套两台反洗罗茨风机，一用一备，采用国产名牌产品。

（5）每台过滤器设置一台就地仪表操作盘，在就地盘上可读出有关工艺参数，进行必要的操作。

2.2 自适应高效过滤器配套设施：

过滤器反洗水利用反渗透浓水，这样对原有系统的水平衡影响最小，因此需新增反洗水箱一台，反洗水泵两台，反洗风机两台。反洗后废水利用地沟排入原系统超滤反洗水池。配套设备技术参数如下：

（1）反洗水箱

数量：1台，材质：碳钢内防腐，有较容积：100m3

（2）反洗水泵：数量：2台（一用一备），流量：230m3/h扬程：20m

功率：22kw

（3）反洗风机：流量：29m3/min，扬程：70kPa功率：55kw

2.3 改造图（图1）

3 项目效益预测

3.1 直接经济效益

（1）降低双膜化学清洗频次，减少自耗水量，节约清洗药剂费用。

（2）因污堵速率低，使系统制水周期长，每个清洗周期间的制水累计量大。

3.2 间接经济效益

（1）保障双膜使用性能，使系统产水水质有保证。减轻后续离子交换系统压力，使其制水周期长，床体再生频次低，进而减少再生自耗水量，节约再生剂费用。

（2）延长设备使用寿命，减少设备磨损，降低设备维修率。进而降低备件更换费用和设备维修费用。（含双膜系统、化学清洗系统、离子交换系统、离子交换再生系统等）。

（3）降低操作人员劳动强度，降低误操作的可能性。使装置长时间安全平稳运行。

4 结束语

现有烯烃除盐水反渗透的预处理工艺，只采用了超滤装置，整套工艺没有前段的“吸附”单元，仅靠超滤只能够完成大部分胶体的截留，仍有一部分胶体会漏至反渗透系统。带来超滤通量衰减快，反渗透一段压差上升快的问题。在超滤前段设置了纤维过滤器，作为超滤装置的预处理工艺，其主要原理是通过滤料表面（非常大）吸附作用，净化水中的胶体物质，这种工艺非常可靠。在延缓双膜通量衰减、压差上升等问题上起到较大的作用，进而降低双膜系统的化学清洗频次，降低清洗药剂成本，保障其使用性能和延长使用寿命。

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