高效纤维过滤器纤维束的清洗与复苏

吴 伟

（大唐长春第二热电有限责任公司，长春 130031）

高效纤维过滤器是火力发电厂水处理过程中的重要环节。大唐长春第二热电厂化学除盐水预处理系统采用这种过滤器，其工作流程为：原水→加热器→澄清池→清水池→高效纤维过滤器→活性碳过滤器，该系统已运行7年，澄清池混凝剂采用聚合硫酸铁，冬季生水加热器出口水温在20～25 ℃，高效纤维过滤器属于无胶囊重力式过滤器，单台额定出力为80m3/h，运行最大压差为0.2 MPa。2014 年1月过滤器运行出力开始大幅下降，4月单台过滤器最大出力约为60 m3/h，出水浊度为1.3～2.1 FTU，运行压差0.16～0.21 MPa，经气水充分反洗后系统压差仍在0.12 MPa以上，远高于设计值（清洁床时不大于0.05 MPa）。

1 现场检查及原因分析

1.1 现场检查

2014年5月，对5号高效纤维过滤器进行了内部检查，发现纤维束外表面呈棕褐色，有大量黏附物（381.7g/m2），黏附物不溶于水但能部分缓慢溶于酸、碱，分别取样烘干，制成混合粉末样品，采用能谱仪、TOC（总有机碳）测试仪进行分析，结果见表1。

表1结果表明，纤维过滤器中的黏附物质主要包括铝、铁的氧化物和有机物质，其中有机物及硅化合物59.18%，无机类物质44.55%。

1.2 原因分析

表1 黏附物样品的主要成分的质量分数

原水取自石头口门水库，虽然北方地区水库水中的含盐量较稳定，但胶体物质、悬浮物等受季节影响较大。冬季期间水库水属于低温低浊水，而混凝剂铝盐的最佳使用温度为20～25℃，因此混凝剂在水中的传质、水解、絮凝、沉降等速度均大幅降低，同时由于进水浊度较低，混凝剂加药量控制不当时，易引起过量铝盐水解产物随水流进入后续系统，在流速较低的清水池或过滤器内部发生沉积。由于原水没有采用杀菌处理，水中大量的生物在缺氧的情况下产生生物黏泥。生物黏泥、铝盐絮凝体、有机物、胶体等通过物理吸附或化学作用，形成的黏泥混合物吸附在拥有巨大表面积的纤维束表面，而正常的水反洗、空气擦洗不能完全有效清除黏附物，随着运行时间的延长黏附物逐渐累积，最终导致过滤器发生严重污堵，引起过滤器运行周期内有效纳污能力大大降低，这与实际运行参数变化、现场检查和取样分析结果均相符。

2 小型试验

取6份5g黏附物烘干制成混合粉末样品，按照表2进行试验，试验水采用高效纤维器出水，试验后用5μm 滤纸过滤，清洗效果评价采用干燥后的滤纸黏附物质量与5g之比，考虑到过滤器内部防腐层，试验最高温度选为30 ℃，试验时采用搅拌器确保清洗流速在0.2m/s以上。

根据表2试验结果，采用盐酸、磷酸三钠及助剂可有效除去黏附物质。提升酸、碱浓度及清洗温度对于去除率有较大的影响，但考虑到酸浓度太高引起系统腐蚀，因此实施时，选用表2中第2、8项对应介质进行清洗。此外，为避免杂质引起化学反应产生二次污染，清洗介质选用工业一等品。

3 清洗与复苏的实施

过滤器清洗与复苏采用浸泡、反洗、空气擦洗等步骤，期间每60min测定酸、碱浓度。当酸质量分数低于2%时或碱质量分数低于5%时，进行补加。

盐酸清洗步骤：在过滤器反洗水箱内部增加蒸汽加热管（升温至30℃），过滤器注水至5.5m 位置（水位高于上部纤维束活动浮板），开启排气门，采用自吸泵向过滤器中加入缓蚀剂100kg、盐酸1 500 kg、湿润剂50kg、消泡剂50kg，采用压缩空气混和5min浸泡4h，采用压缩空气擦洗30min，放尽积水，重新注水至5.5m，并补加药品至盐酸质量分数达到5%，采用压缩空气混和5min浸泡4h，采用反洗水泵反洗，排水pH 值6～7时停止。

磷酸三钠清洗步骤：在过滤器反洗水箱内部增加蒸汽加热管（升温至30 ℃），过滤器注水至5.5m（水位高于上部纤维束活动浮板），开启排气门，采用自吸泵向过滤器中加入完全溶解的质量分数50%磷酸三钠溶液1 000kg、湿润剂50kg、消泡剂50 kg，采用压缩空气混和5min浸泡4h，采用压缩空气擦洗30min，放尽积水，重新注水至5.5m，并补加药品至磷酸三钠质量分数10%，压缩空气混和5 min。浸泡6h，压缩空气擦洗30 min，反洗水泵反洗，排水pH 值不大于8.3时停止。

清洗后，对5号高效纤维过滤器进行了内部检查，纤维束外表面颜色仍然较深，但表面大量黏附物已基本清除，在黏附物最高的下部取样，测定残余黏附物去除率为88.4%。

表2 清洗介质试验

4 结论与建议

采用盐酸、磷酸三钠交替清洗后，5号过滤器纤维束表面黏附物由381.7g/m2下降至44.2g/m2，去除率达到88.4%，剩余黏附物主要由有机物和铁、硅的氧化物组成。过滤器重新运行后，在进水压力不变时，运行压差由清洗前的0.18 MPa 降至0.06 MPa，系统出力由60m3/h上升至78.2m3/h，出水浊度在0.6FTU 以下，运行周期由6h延长至12h。采用同样方法清洗其余过滤器后，运行效果均良好。

建议维持澄清池、沉淀池进水温度在20～25℃（尤其是冬季），以便提升混凝剂在水中的传质、水解、絮凝、沉降等速度，此外应定期对澄清池进行排污和清理；定期采用低浓度的酸、碱交替对过滤器进行浸泡，有利于清除纤维束表面的黏附物；浸泡期间，应及时补加酸、碱等药品，同时应重视助剂的使用；为避免清洗及运行中过滤器金属腐蚀，清洗前后均应对过滤器内部防腐层进行电火花试验。