污水过滤器滤料清洗工艺及装置研究

张海军 程浩

摘  要：设计一套污水过滤器滤料清洗工艺及装置。主要目的在于通过循环清洗，解决现有污水过滤器采用罐内反冲洗方式对滤料进行冲洗存在清洗不彻底的问题。本清洗工艺将污水过滤器内的滤料进行循环清洗，能够将板结的滤料重新溶解分散除油，并且不影响其它过滤器运行，保证滤料的过滤性能。

关键词：滤料、药剂、装置、清洗、除油

前言 我厂污水处理系统主要采用三种处理工艺，分别为活性污泥生化处理+膜过滤、接触氧化生化处理+过滤器、沉降+过滤器。其中沉降+过滤器实际污水处理量约占总处理量的78.4%，沉降+过滤器工艺处理效果是我厂注水水质能否提升的关键，其核心工艺设备为过滤器，主要包括双滤料过滤器、精细过滤器以及砂滤。故加强对过滤器的日常维护管理对提升水质具有十分重要的意义。过滤器随着使用时间的延长，其内部滤料逐渐被浮油和杂质附着，使滤料板结，过滤效果变差，进出口压差急剧升高，影响出水量及出水水质，本工艺研究的的主要目的就是解决过滤器的使用与维护过程中存在的上述问题。

一、过滤器维护方法存在的问题及原因分析

通过2015年至2019年对厂在用污水处理站的跟踪发现，污水处理站过滤器滤料更换周期为1.5年，过滤器进出口压差最高时可达0.3Mpa，严重时过滤器过水基本为0，无法满足正常生产。通过查看更换出的滤料状况发现，滤料被油污包裹严重，板结现象严重。主要原因是日常维护手段单一，依靠反冲洗或加药浸泡的方法对滤料进行维护。随着滤料使用时间的增加，反冲洗无法彻底将滤料层内的污油及杂质冲洗排出罐内，而加药浸泡方法药剂浸泡后即排走，无法循环利用，药剂利用率低，效果也不理想。

二、清洗工艺原理与装置组成

清洗装置与过滤器对接形成一个循环系统，同时适配有效的清洗剂，通过一定周期的循环，将滤料表面附着的污油、泥质、胶质等附着物不断地置换出过滤罐，利用油水差异性，通过装置将洗出污油从清洗液中分离出后，清洗液继续进行循环使用，从而延长滤料的使用寿命，减少废滤料的产生量，同时也提高清洗药剂的使用效率，清洗后的过滤器可快速投产，操作简便。清洗装置的主要组成为药剂箱，收液箱，收油箱，搅拌机，连通阀，循环泵，溶气泵，排污口等。

三、现场应用

3.1清洗药剂筛选

对我厂精细过滤器滤料进行取样，设计三种清洗剂配伍方案，分别对滤料表面附着物的油质、胶质等主要成分进行清洗，并筛选出清洗效果最好的方案。筛选方法与过程如下：称取100g同一批次已污染滤料（金刚砂）放入250ml烧杯中，加入配比清洗剂恒温（40℃）浸泡12小时，取出手动晃动30秒，把滤料清洗液倒到另一烧杯中，在滤料中继续用200ml清水冲洗，一并收集在滤料清洗液烧杯中滤纸过滤，待过滤后把滤纸折叠包裹过滤物，放入烘箱在102℃2小时烘干称重并减去滤纸的重量，记录重量。采用不同药剂方案重复以上过程洗出物重量记录如下：

方案一：5g油田滤料清洗剂加入95g水配成5%的清洗溶液对滤料浸泡清洗实验，洗出物平均质量0.36g。

方案二：4.5g油田滤料清洗剂，0.5g助洗剂，加入95g水配成5%的清洗溶液对滤料浸泡清洗实验， 洗出物平均质量0.384g。

方案三：4.0g油田滤料清洗剂，0.5g分散剂，0.5g助洗剂二加入95g水配成5%的清洗溶液对滤料浸泡清洗实验，洗出物平均质量0.729g。

最终确定方案三清洗效果最优，现场应用清洗药剂确定采用方案三配方。

3.2现场试验

本项目选取W2污水处理站做为试验地点，对使用期2年的过滤器滤料进行清洗，结合现场实际情况及方便实验数据对比，将W2污水过滤器分为两组，每组各1台双滤料过滤器及1台精细过滤器。对1#组进行滤料清洗，2#组进行正常使用。试验步骤如下：

步骤1：试验前，对1#组过滤器进出口取水样化验。

步骤2：将1#组的双滤料过滤器与在用流程断开，并与清洗装置连接后进行循环清洗，其余过滤器正常使用。清洗1天后，对清洗装置收油，对双滤料过滤器进行反冲洗后停用。

步骤3：将1#组的精细过滤器与在用流程断开，并与清洗装置连接后进行循环清洗，2#过滤器正常使用。清洗1天后，对清洗装置收油，对精细过滤器进行反冲洗后停用。

步骤4：将1#组过滤器投入使用，分别对1#组与2#组过滤器进出水进行取样化验含油。

步骤5：视清洗效果，重复步骤2至步骤4过程。

步骤6：分别取1#组与2#组滤料及滤芯进行对比。

3.3清洗效果分析

通过两轮试验清洗，1#组清洗后双滤出口平均含油比清洗前降低4.7mg/L，回收污油约48升。精滤出口平均含油比清洗前降低6.6mg/L，回收污油约96升。同时通过对洗出液进行观察，明显可见洗出污油。对取出后滤料进行对比，2#组未清洗滤料呈板结状，块状滤料多，1#组清洗滤料呈分散状，表面油污较未清洗组大量减少。

3.4经济分析

W2污水处理站滤料更换周期为1.5年，2台双滤料过滤器单次更换滤料费用约为 22万元，两台精细过滤器单次更换费用约为33万元。一套清洗装置可以对应4台过滤器使用，清洗装置造价约为9万元。按清洗装置延长4台过滤器滤料使用0.5年。2年可以节约成本约8万元，设备费基本可以收回。

四、结论认识

该套工艺及装置运行压力低，清洗过程中可实现污油污水自动分离，可长时间连续运行，基本实现无人职守，人员定时巡检及补充清洗药剂即可，减轻了现场操作人員的工作强度，工艺流程及设备安全可靠性高，清洗效果好，同时也大大减少废滤料的产生量和转运过程中可能存在的安全环保风险。

参考文献

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中国石化江苏油田采油二厂，江苏省， 211600