双流双速过滤器在冶金水处理工艺中的应用思路构建

2021-04-19李绍春

世界有色金属 2021年2期

李绍春

（谦比希铜冶炼有限公司）

冶金水处理系统之所以重要，一方面是因为冶金行业对循环水补水有着非常高的要求，并且水质的好坏，对行业生产安全性和生产质量有着重要影响，另一方面则是为了响应国家的生态文明建设要求，因此在冶金行业发展过程中，必须高度重视对水的处理，不断提高水质质量[1]。而将双流双速过滤器作为一项重要水处理设备，应用与冶金水处理工艺当中，不仅可以显著提升废水净化处理质量，还有助于提高水资源的循环利用效率[2]。

1 冶金废水来源、特点及其处理方法

1.1 冶金废水类型及其特点

冶金废水主要包括冷却水、酸洗废水、除尘废水、冲渣水以及炼焦废水等几类，其中，冷却水可以分为直接冷却水和间接冷却水，例如，金属锭冷却水以及辊道冷却水属于直接冷却水，而热风路以及高炉冷却水则属于间接冷却水，冷却水的特点除了水温普遍较高以外，其中大多含有氧化铁以及油等杂质[3]；酸洗废水主要是指钢材加工以及酸洗过程中排除的废水，其特点大多是废水中的金属离子以及游离酸含量较高；除尘废水、冲渣水以及炼焦废水，大多产自于高炉、平炉洗涤水以及炼焦工艺所产生的废水，其特点除了包含大量的焦炭粉等悬浮物以及较高的水温以外，还包含一定量的硫化物、氰化物、焦油以及金属离子[4]。

1.2 冶金废水处理方法

首先，直接冷却水处理方法通常需要利用沉淀技术将废水中的悬浮颗粒去除，然后在利用刮板对废水中的浮油进行清理，为了获得更好的沉淀以及现付颗粒去除效果，相关工作人员可以根据废水实际情况适当添加助凝剂，特别是对于冷轧车间产生的废水，除了悬浮颗粒以外，其中还包含乳化油等物质，需要先通过化学混凝工艺等方法对废水进行处理，然后在对水中的废油进行分离和回收[5]。而间接冷却水由于受到的污染较少，只需要对间接冷却水进行降温冷却，即可以进行再利用。其次，冶金行业酸洗废水的处理，如果水量较少，可以中和方法进行净化处理，如果水量较大，则需要通过冷冻处理方法以及隔膜渗析方法对酸洗废水进行净化处理[6]。

2 双流双速过滤器概述

双流过滤器是在单流过滤器的基础上研发、改进而来，主要由罐体、滤帽、滤料、控制阀门、控制箱以及控制系统等结构组成，与单流过滤器不同的是，双流过滤器除了上路进水口以外，在下部也新增了一个进水口，同时，与单流过滤器相比较，双流过滤器的滤层更高，这就使得双流过滤器的截污能力和过滤效果获得了明显的提升，再加上其具备人工操作以及智能操作等多种操作模式，令双流过滤器在冶金水处理工艺中有着非常好的应用前景。图1为双流双速过滤器。

图1 双流双速过滤器

3 双流双速过滤器在冶金水处理工艺中的应用思路

3.1 工程概述

某矿井废水与钢厂供水系统连接，该钢厂生产系统主要以该矿井废水作为主要的水源。该矿井废水中含有大量的杂物，而且水质较差，没有达到钢厂生产对水质的要求，因此还需要对水质进行处理，否则会对水循环系统产生严重的不利影响，阻碍生产的正常进行，甚至威胁到生产的安全性。

3.2 矿井废水的改造方案

通过对矿井水的化验，可以发现矿井废水主要存在两种问题，一种是悬浮物较高，另一种是细菌含量较高，因此还应根据实际情况，采取适宜的处理工艺，确定合适的改造方案，以加强对矿井废水的处理效果。

目前我国广泛采用的预处理措施是利用活性炭过滤器及介质过滤器，一方面对水中的微生物进行控制，另一方面对水中的悬浮物进行控制，与此同时在水中添加水质稳定剂，以保证水质的质量。在本次矿井废水改造过程中，需要将预处理过滤器提前设置好，然后再将水放入到蓄水池中，对矿井废水进行净化。根据实际情况，对水的预处理要在原有系统中完成。

本次改造过程中，为了满足矿井废水的过滤需求，设计足够数量的过滤器，因此确定采用6台双流双速过滤器，因此需要设置2台加药机，以及时的进行加药。

3.3 双流双速过滤器的实际运用

3.3.1 设计参数

双流双速过滤器的实际运用过程中，为了保证运行效果，还应科学、合理的设计其参数，具体如表1所示：

表1 双流双速过滤器实际运用过程

3.3.2 双流双速过滤器工作原理及其特点

（1）双流双速过滤器工作原理。

输送到过滤器的水流主要是以由两边到中间的方式进入过滤层，然后通过滤料对水中的悬浮物等杂质进行截留，当水流入过滤器并将输送管中的空气排除后，水处理系统中会形成负压，并利用虹吸原理将水箱中的水再次吸入滤料层，从而对水流进行二次反洗，当水箱中的水位下降到临界点时，空气会再次进入水处理系统，中断虹吸效应并实现水流反洗流程的终止。在水流反洗过程中工作人员应注意的是，应控制好水流反洗强度，因为反洗强度过大很容易对过滤器中的滤料层造成损害，而反洗强度过低则会导致水流反洗效果难以达到预期目标。

（2）双流双速过滤器运行特点。

普通过滤器在实际应用过程中，针对粗滤料和细滤料，均不能达到良好的效果，具体表现在前者无法发挥过滤器高速过滤的性能，后者无法发挥过滤器的高黏附凝聚力的性能。而双流双速过滤器运行，可以大大改善上述的问题，具体表现在一方面可以加强滤料特征的发挥，另一方面可以加强不同滤料特征的互补，这主要是因为双流双速过滤器的结构特点为平向流水，因此可以加强双流双速过滤器在实际运用过程中的设备能力，可以获得良好的水质。双流双速过滤器运行特点，主要包括以下几个方面：一是变速过滤流。双流双速过滤器的此项技术主要采用的是细滤料，在过滤水质过程中，以低速的方式进行，并且可以增大过滤面积；二是过滤向下流技术。双流双速过滤器的此项技术主要采用的是粗滤料，在过滤水质过程中，一方面可以实现高速过滤的目标，另一方面可以满足更多的过滤需求；三是特殊二次布水结构在平向及下向流之间的合理应用，可以保证布水的均匀性，与此同时利用虹吸远离，充分发挥双流双速过滤器在水处理中的自动反冲洗功能。因此利用双层滤料双速自冲洗过滤器，对矿井废水进行处理，可以有效去除矿井废水中不易沉淀的悬浮物，可以达到良好的过滤效果。

3.4 运行效果

将双流双速过滤器运用到项目改造过程中，对矿井废水处理获得了良好的效果，可以有效保证矿井废水的水质达到了要求。具体提高了刚藏水循环利用率，解决了水质超标问题，满足了钢厂对水质的需求。对处理前和处理后的水质进行检测，其水质化验对比情况如下：处理前的进水水量为1764/m3·h-1,处理后的出水量为1740/m3·h-1;处理前的进水硬度为370mg·L-1,处理后的出水硬度为370mg·L-1；处理前的进水细菌含量为153个·mL-1，处理后的出水细菌含量为10个·mL-1；处理前的进水悬浮物为30-70mg·L-1,处理后的出水悬浮物为5mg·L-1。

综上所述，双流双速过滤器在该矿井废水过程中运用获得了良好的效果。具体表现在双流双速过滤器在投入运行后，保证了整个水处理过程顺利进行。