自压反冲洗技术在降低核桃壳滤罐能耗中的应用

王婷（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

目前污水处理站处理工艺采用搅拌式核桃壳滤罐处理工艺，该工艺过滤效果好，但由于采用反冲泵吸水冲洗工艺，能耗较高。因此，从现有工艺出发，研究新技术克服搅拌式核桃壳滤罐处理工艺能耗高的问题。

1 搅拌式核桃壳滤罐反冲洗现状

某污水站2001年投产12 座核桃壳滤罐，在2003年、2006年两次对滤罐的内部工艺进行改造。滤罐反冲洗方式一直采用反冲泵吸水冲洗，即反冲洗时启动反冲泵，反冲泵吸收反冲洗水罐内的水冲洗滤罐，同时启动滤罐的顶部搅拌器，冲洗后污水排至回收水池。反冲洗排量为160 m3/h，反冲洗时间为30 min，反冲洗周期为24 h。搅拌式核桃壳滤罐反冲洗工艺流程见图1。

图1 搅拌式核桃壳滤罐反冲洗工艺流程

该工艺存在的不足：

◇反冲洗结束后，滤层恢复较慢，需要3～5 h后滤层才能恢复正常；

◇反冲洗周期短，反冲洗周期在19 h 左右；

◇对滤罐内部的冲击较大，滤罐内部附件损坏快，滤料流失大；

◇工人操作时劳动强度大；

◇能耗较高，需要专门运行1 台反冲洗泵。

鉴于以上原因，如果在保证水质的前提下，利用罐群余压完成反冲洗操作，停运反冲洗泵，可以避免上述问题，并减少能耗。因此，开展了核桃壳滤罐利用自压反冲洗技术来降低能耗。

2 搅拌式核桃壳滤罐自压反冲洗试验

2.1 搅拌式核桃壳滤罐反冲洗的生产参数

某污水站的正滤进出口压差为0.1～0.12 MPa，反冲洗进出口压差为0.06～0.08 MPa，设计处理能力30 000 m3/d，实际处理能力25 000 m3/d。因此，该站具备应用滤罐自压反冲洗技术的条件。某污水站试验前污水处理数据见表1。

表1 污水站试验前污水处理基础数据

2.2 试验方案

在某污水处理站任意选取相邻的两座滤罐进行试验。两座滤罐编号为A 和B。试验分两个阶段：

◇完全自压（利用罐群余压）反冲洗阶段，反冲洗周期为22 h，反冲洗其他操作参数与平时泵洗时相同；

◇泵洗和自压反冲洗同时进行，反冲洗参数与第一阶段相同。

两个阶段均在反冲洗前取一次滤后水样，反冲洗后每1 小时取一次滤后水样，进行滤后水指标对比。

3 现场试验效果对比

第一阶段：完全自压反冲洗，即不启动反冲洗泵，完全靠罐群余压进行反冲洗。进行连续试验一段时间，每日早上反冲洗完毕3 h 后，滤后水质含油为16 mg/L，7 h 后滤后水质含油降到10 mg/L 以下，8 h 后降到最低3.2 mg/L，22 h 后水质含油超标。与试验前相比，自压反冲洗滤后水质含油也可达标，试验数据见图2。

第二阶段：泵洗和自压反冲洗同时进行。试验连续进行2 天。为了避免因滤罐内部差异影响试验结果，因此这一阶段分两步进行。第一步对A 滤罐进行自压反冲洗，B 滤罐进行泵洗，监测滤后水中含油。试验数据见图3。

图3 第二阶段试验第一步滤后水含油曲线

第二步对A 滤罐启动反冲泵进行反冲洗，B 滤罐自压反冲洗，监测滤后水中含油。试验数据见图4。

通过试验发现，自压反冲洗滤罐滤后水含油的总体趋势低于泵洗滤罐滤后水含油。

图4 第二阶段试验第二步滤后水含油曲线

4 效果分析

图2 第一阶段完全自压反冲洗滤后水含油曲线

1）自压反冲洗方式比泵洗滤层恢复快。自压反冲洗后2～3 h 滤后水含油可达标，泵洗3～5 h 后方可达标。

2）自压反冲洗方式比泵洗反冲洗周期长。自压反冲洗周期在22～24 h 之间，采用泵洗反冲洗方式反冲洗周期在19～24 h 之间。

3）自压反冲洗方式比泵洗滤后水中含油稍低。在一个反冲洗周期内，自压反冲洗滤后水含油总体趋势低于泵洗。

4）自压反冲洗方式比泵洗对滤罐内部的冲击小。自压反冲洗反冲进出口压差为0.04 MPa，泵洗进出口压差为0.06 MPa。

5）自压反冲洗方式流程简化，劳动量降低。反冲洗1 座滤罐可以少操作4 个阀门，少运行1 台反冲泵，12 座滤罐少操作48 个阀门。少运行1 台反冲泵全年节电8.1×104kWh。

通过试验证明利用罐群余压进行反冲洗完全可行，该方法目前已经在4 座污水处理站推广，取得了很好的效果。

5 结论与认识

搅拌式核桃壳滤罐在一定条件下可以不启动反冲泵实现自压反冲洗，并且可以少运行1 台设备，降低污水耗能，同时减轻工人劳动强度。

在目前的生产实际中，采用自压反冲洗方式，按照目前的反冲洗参数进行反冲洗，滤前水含油达60～70 mg/L，滤后水含油可以达到16 mg/L 以下，在夏季生产时可以达到10 mg/L 以下。滤前水含油超过100 mg/L 时，在冬季生产，滤后水含油有时超标，建议缩短反冲洗周期，采用泵洗与自压反冲洗相结合的方式。