摘要：以纖維為濾料的高效纖維過濾器與以石英砂為濾料的過濾器相比，具有過濾效率高、濾速快、截污容量大、周期制水量大、自耗水低特 點，同時解決了原工藝流程中存在的問題，有較高的經濟效益及社會效益。如能改進濾料的清洗技術，簡化過濾設備的內部結構，使之具備直接處理 高濁度進水能力以及較好的解決纖維過濾設備大型化的問題，可在水處理領域得到更廣泛的應用。
    關鍵詞：生水過濾；纖維過濾；濁度
    生水過濾系統是紡織廠化學水處理的重要環節，生水水質的好壞直 接影響著后續設備的正常運行及除鹽水的水質，從而關系到纖維絲束的 質量。我廠軟水站原系統設計最大出力為420t/h，由于擴建工程的需要， 外供除鹽水量的增加，生水水量相應增加及水質要求的提高，原有的7 臺處理能力為60t/h的機械過濾器已無法滿足生產需求，且系統存在問 題，改造已成必然。經過調研和充分論證決定采用一種新型的束狀軟填 料———丙綸纖維材料為濾料的壓力式高效纖維過濾器。
    1 生產系統工藝現狀及問題分析
    1.1原工藝流程
    原生水是由水廠經粗濾后送至軟水站，水廠粗濾后的水濁度在1.5~ 3mg/L，由于濁度過高無法直接進行軟化，因此軟水站必須經機械過濾器 過濾，經軟化罐軟化后制成除鹽水送至生產車間。機械過濾器是采用顆 粒狀石英砂為濾料，利用清水泵加壓，形成等速壓力式機械過濾器。再由 后續水處理設備（除鹽水處理系統）制成除鹽水。
    1.2原系統存在的問題
    1）由于系統來水水質惡化，7臺機械過濾器積泥垢十分嚴重，影響 除鹽水供給；常需停運一臺進行檢修，而6臺機械過濾器出水量無法保 證生產用水，降低了離子交換器的周期制水量，增加制水成本。
    2）機械過濾器反洗自用水消耗量大，操作難度大，極易造成擊竄或 反洗時帶走大量的石英沙，之后過濾效果明顯下降，只能停車檢修，造成 極大浪費。
    3）機械過濾器處理能力為60t/h，且顆粒狀濾料進行過濾，其過濾精 度受濾料粒徑限制，其出水濁度高，濾料的清洗操作過于繁重；輕易產生 板積，更換濾料頻繁，勞動強度大。
    2 可行性分析
    為了解決原系統存在的問題，經過調研分析，我們本著工藝技術領 先的原則，對石英沙機械過濾器改造成高效纖維過濾器。單臺高效纖維 過濾器設計出力為90t/h。
    高效纖維過濾器的工作原理：
    高效纖維過濾器是一種將下端掛有重墜的膨化纖維長絲（D20～ 50μm）束叢，懸吊于設在過濾器上部的多孔板上充當過濾介質的過濾設 備。在纖維束叢中貼近多孔板的部分設置有若干個膠囊，過濾時先向囊 內充水，形成加壓室，強行擠壓四周的纖維束使之密實，然后水流自下而 上穿過纖維孔隙，進行上向流過的操作。
    清洗時先排盡囊中的水，撤消對纖維束的擠壓，使纖維束叢在重力 和膨化纖維的彈力聯合作用下恢復其膨松狀態，然后進氣、水聯合拌動 擦洗。
    由于用作濾料的纖維是一種能彎曲而柔軟的材料，其濾料直徑可達 幾十微米，并且在濾料層中存在著大量的縫隙空間，在過濾操作過程中， 通過控制對纖維束的擠壓條件就可以得到不同的纖維孔隙率，過濾器的 效率和阻力就可以控制在設定的范圍內，解決了傳統的過濾設備無閥濾 池、虹吸濾池、機械式過濾器等均采用顆粒狀濾料如石英砂進行過濾，其 過濾精度受濾料粒徑較大限制的問題。微小的濾料直徑，極大地增加了 濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會 和濾料吸附能力，從而提高了過濾效率和截污容量。
    3 實施
    3.1工藝流程
    在過濾器運行前，將囊充水，以保證加壓室達到設定壓力。在過濾器 啟動時必須預運行，檢測出水濁度合格后方能正式投入運行。過濾器運 行過程中，對流量的調節必須平穩，防止流量突變使過濾產物被“帶出”， 而造成出水濁度超標。過濾器的清洗過程為：膠囊排水→打開排氣閥，反 洗入口閥和反洗排水閥→打開壓縮空氣閥進行反洗（反洗25~35分鐘） →打開正洗入口閥和正排閥（正洗15~25分鐘）進行正洗→關閉壓縮空氣閥和正洗入口閥，待用五個步驟。
    3.2運行狀況
    該過濾系統自2008年10月15日在水處理系統投用至今。為了把 握運行規律，使該過濾系統能夠安全、高效、合理運行，我們對過濾器的 運行周期進行了試驗。
    對單臺過濾器失效控制采用三參數控制：
    1）進出口壓差≥0.1MPa；
    2）出水濁度≥1mg/L；
    3）設定周期累計制水量。滿足其一確認其失效。
    由于來水受季節的影響，春秋兩季雨水大，水場出水濁度有些偏高， 因此周期制水量也有所不同，單臺周期制水量在3000～4000t之間能保 證出水的水質。來水濁度最大達5mg/L，最小只有1.2mg/L，但出水濁度 可以達到要求。過濾器在任何情況下都能起到截留作用。對后續工序起 到保護作用。
    4 經濟效益及社會效益
    生水系統經過改造運行四年半來，解決了原工藝中存在的問題，提 高了出水水質及水量，降低了生產成本。
    1）水耗計算：高效纖維過濾器周期制水量大，反洗水耗小，減少了水 耗，降低了排污量。
    高效過濾器全年反洗水量=單臺反洗耗水量×全年反洗個數=80× 1278=102240t
    機械過濾器全年反洗水量=單臺反洗耗水量×全年反洗個數率=60× 2555=153300t
    高效過濾器全年節約水量=（機械過濾器全年反洗水量-高效過濾器 全年反洗水量）=153300-102240=51060t
    全年節約排污費=2.87×51060≈14.7萬元
    2）工藝效果：高效纖維過濾器的出水水質有了提高，使出水濁度穩 定并小于0.7mg/L，減少了陽離子交換器的負擔，可有效地提高離子交換 器的周期制水量，降低鹽耗，減輕了對樹脂的污染。
    3）減少了反洗次數，機械過濾器24小時反洗一次，高效過濾器48 小時反洗一次，減輕了工人的勞動強度。
    4）解決了機械過濾器停車檢修頻繁，更換濾料等大強度勞動。在改 造四年半來未停車檢修過，節約了檢修費用，降低了工人的勞動強度。