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水厂粉状活性炭投加系统存在的问题及改进方法

来源:www.pxl8create.com    时间:2018-09-13 11:29    作者:金牟山小编

一、前沿

扬州自来水有限责任公司管辖3座水源厂、4座净水厂,“十二五”期间日供水能力为105万m3,为了达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求,采用高锰酸钾与粉状活性炭联用强化常规水处理工艺。2006年开始正常投加粉状活性炭,至今有5套粉状活性炭湿式投加系统正常投入使用。小编参加了这些设备的招标、安装及维护管理等工作,现将一些经验总结如下。

二、万福水源厂散装粉状活性炭投加系统

1、粉状活性炭料仓系统

万福水源厂设有两个粉状活性炭料仓,容积均为30m3,直径为2.4m,配置相同,料仓安装了注料、管、安全阀、料位计、收尘器(除尘器)以及空穴振打装置等附属设施。

粉状活性炭进仓采用车载压缩空气,将散装粉状活性炭罐车上的注料管接到料仓上的注料管,启动压缩空气,活性炭粉料通过注料管进入料仓,空气经收尘器排出料仓。

2、粉状活性炭计量及输送系统

万福水源厂每个料仓下方都设相同的多螺旋给料机进行计量,通过不锈钢闸板阀与料仓连接。通过改变频率,可改变单位时间粉状活性炭输出量,实现与进水量同步变化,保证炭浆浓度不变。

3、粉状活性炭炭浆配置系统

从多螺旋给料机出来的活性炭粉料通过螺旋输送器输送到炭浆制备罐。制备罐为圆柱形,有效容积8m3,底面直径2.3m,高2.3m。制备罐包括排空阀、不锈钢搅拌器、液位传感器、水控除尘器、有压水管等附属设施,在有压水管道上安装调节阀、电磁阀、流量计等。根据多螺旋给料机的粉状活性炭量,利用调节阀和流量计控制水量,使粉状活性炭与水在密闭的制备罐内充分混合,形成0.3%-0.5%的炭浆溶液,当混合液液位达到一定高度时,停止制备炭浆。

4、炭浆压力投加系统

自2006年正常投加粉状活性炭以来,在万福水源厂粉状活性炭投加系统(见图1)中采用耐磨耐腐的渣浆泵。通过变频器调节投加流量,投加到一厂原水管道上的渣浆泵流量为10m3/h,扬程为35m,2台水泵,1用1备。

图1 万福水源J粉末活性炭投加系统

图1 万福水源J粉状活性炭投加系统

三、存在的问题及改进措施

1、存在的问题

(1)粉状活性炭给料设备富余能力过大,无法达到要求的低炭浆浓度,万福水源厂粉状活性炭投加系统的设计多螺旋给料机额定给料能力为270kg/h,变频能力为15-50Hz,相应给料能力为81-270kg/L,当最大供水量为15万m3/d时,最大投加量为40mg/L。由于季节变化,在秋冬季节,供水量下降,粉状活性炭投加量也下降,一般为5-10mg/L,总投加量相差大,给料机的富余能力远大于所需投加量,达不到要求的低炭浆浓度,制备系统不能连续运行。

(2)收尘器(除尘器)喷洒活性炭粉末。料仓顶部安装收尘器,收尘器为滤筒式,有效过滤面积为22m2。散装注料时,压缩空气使粉状活性炭通过注料管进入料仓,相同数量的空气进入收尘器,这时粉状活性炭被截留,清洁空气通过收尘器的出口进入大气。当收尘器内滤筒堵塞,散装注料时,收尘器出口向外喷洒活性炭粉末。

(3)液位传感器不能正常工作。粉状活性炭与水在密封的制备罐中搅拌配制成一定浓度的炭浆,当液位传感器不能准确输出电信号时,在制浆过程中,出现了溢流、液位数据不变、炭浆被抽光的现象,制浆系统不能正常工作。

(4)水控除尘器排烟。制备罐全密封,通过水控除尘器与大气相通,粉状活性炭经螺旋输送器送人制备罐时,夹带部分空气,这部分空气通过水控除尘器进人大气,除掉的粉末落人罐中;可是,在制备炭浆过程中,水控除尘器排出烟,日积月累,室内的控制柜内积尘,影响电气设备的安全。

(5)水泵运行出现故障。投加泵选用渣浆泵,泵在运行过程中,出现了泵振动、噪声大、填料处泄漏严重、出水流量降低、轴承过热等现象。

(6)管道容易堵塞。粉状活性炭投加系统管道特别容易堵塞,使用周期最短30d,最长60d,增大了工人劳动强度,管道堵塞引起水泵输送功率增大、电机发热,粉状活性炭不能正常投加。

2、改进措施

针对上述问题,对万福水源厂粉状活性炭投加系统进行了相应的改造。

(1)降低多螺旋给料机给料能力

更换多螺旋给料机链轮,降低转速,将给料机给料能力降为60-240kg/h,基本满足配制低浓度炭浆的要求。

(2)保证收尘器(除尘器)正常工作

注料时,启动空气压缩机,压缩空气储藏槽进口压力最小为5bar,用既干净又去潮去油的压缩空气吹冲收尘器的圆形滤筒,确保滤筒上不积尘,保障收尘器的通透性。

定期维护,将滤筒取出,清除滤筒上的积尘。

(3)清除液位传感器膜片结垢

万福水源厂在粉状活性炭投加系统制备罐上安装了液位传感器,其工作原理:被测介质的压力直接作用于传感器的不锈钢膜片上,膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,用电子线路检测这一变化,并转换输出一个相对应的标准测量信号。当传感器上膜片被炭浆结垢所覆盖时,感觉不到压力的变化,所以出现上述问题。在维护过程中,一般每两个星期对传感器不锈钢膜片进行清洗,去除膜片上的结垢,就能准确测定液位高度,制备系统恢复正常工作。

(4)水控除尘器排烟解决方法

水控除尘器安装在制备罐的顶部,为圆筒状,上有排气管,圆筒内安装了两个向上喷嘴,一上一下,上喷嘴开在盘片上,下为洗涤管,两喷嘴由一根总管接出,除尘器圆筒内上层有类似风扇形状的线格,形成滤层,有压水从两喷嘴喷出,形成雾状,截留粉末。排气效果差的原因有两个:一是水压低,二是盘片、洗涤区很脏。改进方法:在进水总管上安装1台增压泵,保证水压为0.45MPa,在产品要求的压力大于0.3MPa且小于0.5MPa的范围内。同时,定期清洗盘片,保证盘片干净,并把水控除尘器排气管接出室外,解决了室内积尘,保证了电气设备的安全运行。

(5)水泵维护与管理

①在渣浆泵冷却水总管上安装增压泵,使清水压力大于渣浆泵出口压力,保证填料密封水压和水量,始终保持少量清洁水沿轴流过,定期调整填料压盖,检查填料并定期更换。

②检查轴承及润滑脂的情况,定期更换润滑脂,加润滑脂要适当,过量也会引起轴承发热。

③更换水泵联轴器垫片,调整联轴器间隙。

(6)解决管道堵塞

管道堵塞是管理中较为头疼的事,自2006年来,不断探索,寻求好的解决方法:

①在投加过程中,选择“低浓度、大流量”的工作模式,在保证投加量不变的情况下,尽可能降低投加浓度。《室外给水设计规范》要求湿投的粉状活性炭炭浆质量分数为5%-10%,而万福水源厂投加一般在0.5%。

②选择合适的管材、管径。在选择管材、管径时,考虑选用阻力系数小的PVC管材,更换方便;管径选用时,管道的流速要偏大,一般为2m/s。

③尽可能缩短投加管道的距离。万福水源厂粉状活性炭投加系统距一水厂原水管道投加点10m,而距三水厂原水管道投加点110m,后者管道堵塞的频率较前者大得多。

④减少直角弯。在直角弯的地方换成等径三通,一端用堵头塞住,连接处用活接头,方便拆卸和疏通。

⑤定时冲洗。在投加过程中添加了冲洗流程,每4h冲洗1次,冲洗时间为2min。每次停泵后,对投加管道进行冲洗,保证管道畅通。

⑥投加点尽可能选择在无压区。向有压管道上投加粉状活性炭,需要更高的投加泵扬程,如投加管道上原水压力越大,管道堵塞速度越快。瓜洲水源厂原水管道压力较高,一般为0.35MPa,投加炭浆管道堵塞最严重,原因可能是粉状活性炭在管壁结垢与压力有关。因此投加点尽可能设在无压区或压力较低点。

⑦使用管沟。上述这些方法只能降低管道堵塞速度,延长管道更换周期,无法根本解决管道堵塞问题,隔一段时间,就要更换投加管道,因此使用管沟对更换投加管道较为方便,管道敷设在管沟内,用砂铺满,砂层厚度为30cm。

四、结语

在将袋装粉状活性炭人工投加改为全密封散装料投加系统后,减少了粉尘污染,改善了工作环境,流程也可自动化控制。但对管理人员提出了更高的要求,增加了管理、维修量;并应库存易损配件,以确保设备正常运行,提高出厂水水质,保障供水安全。

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