纖維球過濾器的應用
介紹了纖維球過濾器的特點、工作原理及其在脫鹽水裝置中的應用效果。
現代化大型脫鹽水裝置中，為了充分利用一級脫鹽陽樹脂的交換性能，必須要控制進入一級陽離子交換器原水中的懸浮物含量，即低于2mg／L。蘭州石化公司某廠脫鹽水裝置屬蘭化乙烯改擴建工程的配套項目。其制水的工藝過程采用PLC程序控制自動操作。該裝置于1996年一季度建成投產，至今已運行6年，各項指標均符合設計要求。本文對其原水預處理系統纖維球過濾器作以介紹。
1 設備選型
該脫鹽水裝置的原水由水廠抽取黃河水經澄清過濾后供給。供水壓力為0．3～0．4MPa(G)，原水中懸浮物含量正常約為5mg／L，洪水季節高達8mg／L以上，為保護陽樹脂不被污染，原水進入一級脫鹽陽離子交換器前必須要進行預處理，使懸浮物含量低于2mg／L。
裝置原水預處理的產水能力正常為310t／h，*大為360t／h。預處理設備是選用常規的機械過濾器，還是選用新開發的纖維球過濾器，是參加建設的各方都極為關注的問題。
纖維球過濾器是我公司引進國外先進技術開發的新型水過濾器。纖維球過濾器的主要優點是原水通過濾層的濾速高，*佳濾速為25～30m／h，當濾速為30m／h，仍可保證穩定的出水水質。處理水量為360t／h時，若選用直徑3m的過濾器，其臺數為2臺。
根據本工程用地有限(機械過濾器需要5臺)、投資緊張的特點，雖缺乏用直徑3m纖維球過濾器的某些操作數據，但可借鑒國內已有的直徑2m過濾器的相關經驗，再采取一些相應的措施，應當可以滿足本工程的需要。因此*終選擇了采用兩臺直徑3m的纖維球過濾器并列運行的方案。
2 纖維球過濾器的特點及工作原理
纖維球過濾器體內填充高度約1．2m的滌綸纖維球作為過濾層，原水由過濾器上部進入設備，經過過濾層將水中顆粒、膠狀物等懸浮物質截留于過濾層中的上部，經過濾層由下部流出，使出水懸浮物低于2mg／L，以確保一級脫鹽水裝置的穩定運行。
滌綸纖維球濾料具有柔性好、密度小、可壓縮和空隙率大的特點，過濾時受工作壓力、上層截泥和濾料白重的影響，形成上松下密的理想濾層分布狀態，纖維球以其
較大的比表面積和孔隙率吸附并截留水中的懸浮顆粒，充分發揮出濾料深層截污能力；因反沖洗容易，故自用水率低；還具有耐磨損、化學穩定性強的優點；當濾料受有機物污染嚴重時，還易于采用化學清洗方法再生。纖維球過濾器的工作步驟分為正常產水和反沖洗，本體流程圖如圖1所示。
2．1纖維球過濾器 正常產水過程
開啟進水控制閥XV．3601和出水控制閥XV一3602，其它控制閥均處于關閉狀態；XV．3601的開度是由設定進水壓力(PIS8001)值確定。開車調試時設定的進水壓力為0．33MPa(G)；出水控制閥XV．3602的開度是由產水流量(FIQ813)確定。為避免過高濾速造成過濾器發生穿透現象，引起出水品質下降，應控制濾速以保持長周期安全穩定生產，*高濾速以不超過30m／h為佳。
纖維球過濾器由于在線測定出水懸浮物含量較困難，根據過濾器進出口水壓差隨著濾層上部截留物逐漸增加而逐漸增大的特點，相應地出水懸浮物含量也隨壓差的增大而由少變多；每周期運行初期壓差為0．02MPa，當壓差增大到0．15MPa時，實測出水的懸浮物含量為2mg／L，為此確定進出水壓差達到0．14MPa時，該過濾器自動停止產水，并進入反沖洗過程。
2．2纖維球過濾器 反沖洗過程
反沖洗的目的在于松動產水過程壓縮了的過濾纖維球，分離出附著在纖維表面的截留物，并被反沖水帶走，從而起到清潔纖維球的作用。每周期產水過程終了時，程序自動關閉XV一3601和XV一3602閥，并打開反沖松動排水閥XV一3606和反沖洗進水閥XV一3603，3min后再打開排水閥XV一3604。由于纖維球較輕，需控制沖洗水流速，使纖維球處于松動懸浮狀態即可；本裝置開車時，將XV．3063閥設定在空體流速15m／h的流量位置；為了提高反沖洗效果，本設備配置了兩葉輪的低速電動攪拌器，反沖洗時攪動水流和纖維球，使纖維球相互碰撞、抖動，從而將截留物分離。反沖洗時間長短與纖維球的截污量及反沖洗速度有關，根據排水中懸浮物含量低于20mg／L的指標要求，本設備開車時多次測定反沖洗8min即可達標。程控設計反沖洗排水時間設定為10min。
反沖洗完成后自動關閉反洗進水閥XV一3603和反洗排水閥XV 3604，同時自動開啟進水閥XV．3601和正洗排水閥XV．3605進行正洗，正洗流量為產水流量。正洗時間以排水中懸浮物含量低于2mg／L 為標準，程控設定的正洗排水時間為10min，開車時多次測定正洗8min即可達標。正洗合格后自動關閉正洗排水閥XV一3605和松動排水閥XV一3606，同時自動開啟產水出口閥XV一3602進入正常產水過程。
3 使用效果及投資費用比較
目前，正常狀況下原水懸浮物低于5mg／L。預處理后的含量在1．8mg／L以下。洪水季節原水懸浮物含量達到7～8mg／L，預處理后的懸浮物含量在2mg／L以下；由于工藝冷凝液中COD含量超標，透平冷凝液水溫大于50℃ ，電導率大于10,uS／cm，工藝冷凝液和透平冷凝液達不到一級脫鹽水的水質要求，只能排放，通過增加一級脫鹽水的產量，以補充工藝冷凝液和透平冷凝液的缺量。因此，目前預處理水量已達到裝置的*大處理能力360t／h。運行參數見表1。
表2為纖維球過濾器與機械過濾器投資費用的比較。從表中可以看出，使用纖維球過濾器比使用機械過濾器節約投資94．7萬元，占該裝置工程直接投資1400萬元的6．7％。
