降低工业循环水浊度的改造

孙友文，张东旭，陈 强

(兖矿新疆煤化工有限公司，乌鲁木齐 830000)

1 技改背景

兖矿新疆煤化工有限公司标准醇氨联产项目，其污水处理工段循环水岗位主要为生产用户一循工段(供给空分、热电、气化)和二循工段(供给甲醇、气化、尿素)提供合格的工艺冷却用水。一循、二循工段循环水经过泵加压后作为冷却水送往各生产工序，经过换热后的循环水返回污水岗位处理，通过凉水塔与空气逆流直接接触换热降温后[1]进入集水池，收集后重回循环水系统使用。其中，体积分数为3%～5%的循环回水进入循环水过滤器以降低循环水浊度，减少循环水系统排污水量。

由于循环水处理采用敞开式设计，且新疆地区属于温带大陆性气候，降水少、温差大、空气干燥，导致循环水系统浊度高、含泥沙量大，其影响如下：

(1)长期过滤高浊度来水,导致填料板结，循环水过滤器使用周期变短。

(2)过滤器滤料反洗不彻底，其截污能力下降，出水浊度高，导致一循、二循工段中各换热器管束存在黏泥聚集、结垢严重现象(见图1)，影响换热效果[2]。

(a)堵塞阀门

(3)增加反洗次数，反洗水量增大，造成成本增加。

(4)循环水排污量增大，导致污水处理负荷增大。

2 技改目标

2.1 循环水过滤器作用

从集水池引出循环水系统中的部分回水，去除循环水中的悬浮颗粒等杂质，降低循环水浊度，过滤净化后的循环水重新返回系统。循环水过滤器单台设计处理水量为210 m3/h，循环水过滤器进水浊度≤20 NTU、出水浊度≤5 NTU[3-4]。

2.2 工艺状况

技改前，循环水回水进过滤器时，其浊度约为60 NTU，最高可达100 NTU，处理后的循环水回水浊度不达标。

2.3 改造目标

要求单台循环水过滤器处理水量为210 m3/h，按循环水回水进过滤器的浊度≤60 NTU、出水浊度≤5 NTU进行设计改造。

3 技改内容

(1)摘除循环水过滤器底部布水器，在布水器原位置设置圆形钢板镶嵌水帽，让反洗水更均匀地通过整个过滤层。改造材料清单见表1。

表1 材料清单

(2)将原反洗水进水管由侧面进水改为过滤器底部进水，反洗进水改为从底部经由钢板水帽分流，以保证反洗水水流在过滤器中均匀分布，滤料全方位利用与清洗，大幅改善过滤效果，全面彻底进行反洗。

(3)反洗水进水处新增1条空气反吹管线，在反洗时吹入空气，产生气液混击破碎板结，进而活化滤料的过滤作用。

(4)预制多孔钢板(钢板厚度为16 mm)，每个多孔钢板安装200个不锈钢水帽，将多孔钢板焊接于过滤器原布水器位置，形成隔层。在过滤器弧形底端侧面开出直径为φ600 mm的圆形人孔，便于检查维修。循环水过滤器改造前后示例见图2和图3。

(a)循环水过滤器内部布水器分布图

(a)过滤器内部水帽分布图

4 改造措施

2021年8月，先对其中一台过滤器进行改造，其他过滤器仍照常运行。采集分析过滤器近2个月的运行数据，认定其完全达到预期效果。于是在10月下旬完成全部过滤器的改造。循环水浊度完全达到了改造目标出水浊度≤5 NTU的要求。

5 效益分析

按照目前工况计算，共有8台循环水过滤器。优化前，每天必须反洗4台过滤器，消耗一次水(反洗水)体积流量为500 m3/d，按一次水价格为4.856元/m3计算，则每年(330 d)反洗消耗一次水费用为801 240元。

优化后,3 d需反洗2台过滤器，则每次消耗一次水(反洗水)体积流量为250 m3。优化后，每年反洗消耗一次水费用为133 540元，每年可节省一次水费用为667 700元。

6 总结

通过改造循环水过滤器，使出水浊度符合设计要求(≤5 NTU)，改善了循环水的水质；减少了反洗水的用量，符合企业降本增效的要求。尤其新疆地区水资源匮乏，企业如何更好地节水是永恒的主题，也是每位化工人的职业要求。