重力式空气擦洗滤池运行中的问题及应对措施

重力式空气擦洗滤池运行中的问题及应对措施

江鹏威孙国良徐康洪波

（国家能源集团谏壁发电厂江苏镇江212006）

摘要：空气擦洗滤池是一种节能环保型过滤设备，具有过滤效果好、能耗低，运行维护简单等优点，在火电厂、化工企业、自来水厂均有广泛的应用。本文主要介绍某厂四台空气擦洗滤池在运行中遇到的问题，以及如何通过原因分析、优化运行方式和内部改造解决遇到的问题，其经验可以给类似设备调试、改造、运行维护提供一定的借鉴作用。

关键词：滤料；反洗强度；反洗水箱；过滤舱

0引言

某火力发电厂2×1000MW扩建工程配套建设一座原水预处理站，水源取自循环水母管，水源地为长江水镇江段。主要采用传统的混凝→沉淀→过滤处理工艺。配置4座600m3/h反应沉淀池、4座240m3/h空气擦洗滤池、一座污泥沉淀池。整体设计为闭式循环系统，排污和反洗排水通过污泥沉淀池实现泥水分离，清水回收再利用。预处理具体流程如图1所示。

图1预处理工艺流程图

1空气擦洗滤池的工作原理

空气擦洗滤池全部工作过程可分三个阶段：过滤→反洗→正洗→过滤交替运行，空气擦洗滤池结构体如图2所示。正常过滤阶段，沉淀池出水通过高度差进入滤池过滤舱，自上而下地通过滤料层，清水从连通管注入滤池上部的反洗水箱内贮存，水箱充满后，水通过出水管入生活消防水池和化水池。滤层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的增加，出水浊度增大，出力下降，通过安装在池体上的仪表检测到压差或浊度超标信号，自动触发PLC反洗程序，开始反洗。所以空气擦洗滤池的反洗条件设定为：①滤层差压≥0.02MPa；②出水浊度≥1FTU。反洗过程分为：反洗、放水、气擦洗、气水混合擦洗、水洗、运前正洗，具体反洗步序如表1所示。整个过程通过PLC程序控制，电动阀门、罗茨风机自动启闭。反洗时反洗水箱的清水通过连通管自下而上冲洗滤料，同时罗茨风机启动从滤料底部鼓风，使滤料层充分膨胀呈悬浮状态，滤料旋转、碰撞、摩擦，在剪切力和离心力的作用下使吸附在滤料表面上的截留物剥离、脱落，并随反洗水排掉，恢复滤料的过滤功能，期间控制反洗膨胀率在50%左右[1]；运前正洗需要将最初过滤的水排掉，冲洗滤层内残留的少量悬浮杂质，保证滤池出水水质；运前排水与运行相似，水自上而下通过滤层。反洗结束滤池进入正常过滤状态，反洗水箱进水，仪表继续检测滤池出水水质，若不合格将在反洗水箱充满水后重新启动反洗程序。

表1空气擦洗滤池反洗步序

图2空气擦洗滤池结构图

2设计参数

该厂空气擦洗滤池为无锡某单位设计、安装、调试的EPC整包工程，滤池设计参数如表2所示。

表2空气擦洗滤池设计参数

3运行中出现问题及处理方法

3.1滤池反洗跑砂的问题及处理方法

空气擦洗滤池在投运初期反洗过程中出现了跑砂的情况，量比较大，排至污泥沉淀后导致排泥泵卡死烧坏，经现场分析有两原因：1）空气擦洗滤池反洗排水管设计为DN350，管径太大，反洗时强度太大把石英砂带出来，在反洗排水口取样有石英砂；2）空气擦洗滤池反洗程序不完善。经过现场观察、分析发现，在气水混合洗时候发现石英砂滤料激烈向上翻滚，在反洗排水口取样有石英砂，原因为当进气和反洗同时进行时，石英砂虑层在气力和水力的共同作用下被带出来。为解决反洗跑砂的问题，对第4步气水混合擦洗进行修改，由5分钟改为1分钟，控制反洗膨胀率小于50%。根据10～12L/m2.s的设计反洗强度计算，反洗排水管只要DN300即可满足反洗要求。因此，在反洗排水口处进行了变径处理，并加装了反洗水挡板，并且可以通过调节挡板高度，调节反洗水量。改造结束后，对每一台滤池反洗排水挡板进行了调整，通过观察口控制滤料反洗膨胀率在45%左右，反洗排水不含石英砂，且能保证反洗效果，并在每一台滤池观察口处记录石英砂滤料高度，便于以后观察、对比。

3.2反洗水箱内漏及处理方法

空气擦洗滤池在运行过程中，经常出现滤池顶部反洗水箱内漏的情况，存不住水，影响反洗效果。进入舱内检查发现：主要原因为水箱内部结构和施工工艺存在缺陷，隔舱板、管道壁厚过薄，原有隔舱板壁厚为8mm后钢板，管道为5mm厚管道，且为煤沥青防腐。导致反洗水箱隔板与水箱内环形反洗母管和反洗下降管出现腐蚀和内漏的情况，使得顶部水箱和过滤舱渗透区域相连，进水和出水混合，严重影响了反洗后的水量和出水水质。为了保证反洗水箱能够可靠存储合格的反洗水，对空气擦洗滤池反洗水箱进行了改造。空气擦洗滤池反洗水箱内的底板、反洗水母管和下降管全部换新并对底板进行可靠加固防止变形。经过载荷计算，把原有隔舱板改为12mm厚的钢板，管道改成了9mm厚的钢管。并且在施工初期，对钢材进行了喷砂处理，清除所有的污物、油脂和铁锈，接近金属的银白色光泽，保证达到Sa21/2级的标准。内壁在喷砂处理达标后立即采用无毒饮水管道防腐漆五道，干漆膜总厚度不小于250μm，涂层表面应均匀、无气孔和无裂纹等缺陷。

施工时对环形管采用多段式法兰连接，施工前反洗母管内壁进行防腐喷砂喷漆处理，最后用不锈钢法兰连接。这样，无论是管道内壁还是管道外部均已做了充足的防腐，以确保可以长时间的管道运行，而且这样可以降低检修难度并减少检修工作量。

3.3滤池过滤舱长微生物及处理方法

空气擦洗滤池在运行过程中，尤其是迎峰渡夏期间滤料上有青苔状物质，从观察口看到池内有小鱼等水生动物。经分析产生这种情况主要原因为，反应沉淀池进水杀菌剂（次氯酸钠）加药量不足，导致微生物繁殖滋生。经过调整运行方式，增加反应沉淀池进水口杀菌剂加药量，控制滤池出水余氯0.3～0.5mg/L，同时将空气擦洗滤池反洗由控制压差和出水浊度改为定期反洗，每24小时反洗一次，此现象明显好转。

3.4滤池过滤舱底板撕裂及处理方法

空气擦洗滤池经过上述调整和改造后，运行近3年未出现跑砂现象，反洗水箱也未曾出现内漏的情况。2016年5月有一台滤池从观察口发现砂位下降很快，但反洗排水口无石英砂。经分析判断，怀疑滤池过滤舱底板漏砂。打开滤池上、下人孔门检查，发现过滤舱内进风管和反洗水下降管与底板多处焊口开裂、水帽脱落，过滤舱内部分石英砂漏至集水室，严重影响了滤池的过滤作用，部分细沙随水流进入后续设备，其它三台开人孔检查也有同样的迹象。产生此现象的原因有：1）存在安装质量问题；2）设备设计结构和本身的质量问题，底板钢板、进风管厚度太薄，经过长时间运行，材料腐蚀，强度减弱，导致穿孔撕裂，3）长时间运行后，由于不断反洗和擦洗，设备振动，滤帽脱落。

处理方法：滤池内腐蚀开裂的管道全部更换，反洗水箱底板换新，石英砂滤料按照设计级配更换，过滤舱和集水室内增加支撑，过滤舱底部水帽补足。所有管道、钢材均采用无毒饮水管道防腐漆油漆出新，干漆膜总厚度不小于250μm，涂层表面应均匀、无气孔和无裂纹等缺陷。滤池经加固改造后反洗水箱进行通水试压查漏验收。运行3个月开人孔检查，过滤舱未见漏砂，各部件钢板、管道未见腐蚀变形。

4问题存在的原因及应对措施

4.1滤池工程质量问题及应对措施

空气擦洗滤池反洗跑砂、反洗水箱内漏、过滤舱底部腐蚀撕裂、水帽脱落等工程质量问题存在问题的主要原因为：1）设备设计不合理，存在设计缺陷，设计单位没有对设备结构、材料强度等各参数进行系统计算；2）设备制造单位在安装过程中存在“偷工减料”，设备用料不足，有些材料的强度未达到设计要求；3）工程监理单位对设备制作安装过程没有按要求严格把关，存在监督管理漏洞；4）设备招标体系、制度存在问题，电力行业像化学制水系统等辅助设备、设施采购均采用最低价中标模式，造成设备质量达不到设计要求，已成行业内共同存在的问题；5）调试人员在设备调试时对各步序、各种工况的观察、参数分析不系统，不全面，没有发现设备、系统存在问题。

应对措施：1）设备制作选择资质好，经验丰富的设备设计制造公司，充分论证设备设计方案[2]，组织人员对施工图认真审查；2）设备制作安装期间，监理单位对全过程进行监督，对设备材料进行测量验收，对施工工艺进行过程监督，防止“偷工减料”；3）设备采购定标不能采用最低价中标单一模式，应兼顾价格和中标单位的技术能力；4）设备调试之前要有详细的调试方案，并对方案进行审查，调试过程对各个步序、各项参数、各种工况详细记录，通过试验使设备达到最优工况，有问题在调试阶段及时整改。

4.2运行管理中的问题及应对措施

空气擦洗滤池运行过程长微生物原因为：1）上游反应沉淀池没有根据季节的变化调整杀菌剂加药量，及时抑制微生物滋长；2）反洗控制指标不合理，用差压和出水浊度作为反洗指标导致反洗不及时，出水水质劣化。应对措施：1）根据季节的变化及时调整上游反应沉淀池杀菌剂加药量，控制出水余氯。2）空气擦洗滤池改为定期反洗，保证出水水质，满足以下任一条件即进入反洗状态，①运行满24小时；②滤层差压≥0.02MPa；③出水浊度≥1FTU。3）在每台滤池滤料高度在观察口处做标记，定期检查滤料高度的变化及过滤舱内水中有无微生物生长，有异常及时检查、调整运行方式。

5结语

某火力发电厂空气擦洗滤池在运行中遇到的问题，经过上述处理后未再出现类似情况，取得了较好的效果，设备运行稳定。空气擦洗滤池作为水的预处理的常用设备，在相关行业有广泛的应用，该厂的对空气擦洗滤池存在问题的原因分析及处理方法，可以为同类设备提供一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]黄成群.电厂化学[M].1版.北京：中国电力出版社，2007：31-32.

[2]钮荣.浅谈净水站空气擦洗滤池运行中存在的问题[J].发电技术，2013，34（1）：20-21.

作者简介：

孙国良（1965-），性别：男，籍贯：江苏丹阳，职称：工程师，从事电厂化学技术管理工作。

江鹏威（1982-），性别：男，籍贯：江西都昌，职称：工程师，从事电厂化学技术管理工作。

徐康（1982-），性别：男，籍贯：江苏扬州，职称：工程师，从事电厂化学设备检修管理工作。

洪波（1981-），性别：男，籍贯：江西波阳，职称：工程师，从事电厂化学设备检修管理工作。