不锈钢活性炭过滤器是利用活性炭为过滤介质,在一定的压力下,把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤,有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等,最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。
活性炭过滤器一般做为反渗透设备以及超滤设备的预处理,主要是对泥沙,胶体,金属离子以及有机物进行截留,吸附。常用滤料有石英砂、活性碳、无烟煤、锰砂等。广泛运用到农业灌溉、化工、石油、冶金、工活性炭过滤器是一种过滤器滤料采用石英砂作为填料。有利于去除水中的杂质。其还有过滤阻力小,比表面积大,耐酸碱性强,抗污染性好等优点,石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计,实现了过滤器的自适应运行,滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性,即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态,有利于在各种运行条件下保证出水水质,反洗时滤料充分散开,清洗效果好。砂过滤器可有效去除水中的悬浮物,并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。并具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。主要用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的深度处置领域。
一、不锈钢活性炭过滤器开机前检查与准备
开机前必须逐项确认设备处于安全、完好、可投运状态,严禁带隐患启动。
第一,检查罐体外观,不锈钢表面应无明显变形、凹坑、焊缝开裂或严重腐蚀,法兰密封面无划痕、无老化,所有螺栓齐全且均匀紧固,无松动或锈蚀。
第二,检查内部滤料状态,确认石英砂垫层厚度100–200mm,粒度0.8–1.2mm,平整无塌陷、无穿孔;活性炭层厚度1000–1200mm,颗粒均匀,无板结、无大量细粉,表面平整无明显凹陷或凸起。
第三,检查阀门状态,确认进水阀、出水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、正洗排水阀、排气阀全部处于关闭位置,手动阀开关灵活,无卡涩、无渗漏;电动或气动阀电源、气源正常,反馈信号正确。
第四,检查仪表,进出口压力表量程适配(通常0–0.6MPa),指针归零,无破损、无泄漏;流量计完好,指示准确;在线浊度仪、余氯仪(如有)校准完毕,信号正常。
第五,检查管路系统,所有连接焊缝、法兰、活接头无渗漏,支架牢固,无晃动;排水管路畅通,无堵塞、无积水;反洗水源压力稳定,水质清洁,无杂质。
第六,检查安全附件,排气阀完好,能自动排气;安全阀整定压力正确,无卡死;罐体接地可靠,防静电连接完好。
第七,确认进水水质符合要求,进水浊度<2NTU,余氯≤1.0mg/L,水温5–40℃,pH6–8,无大量油类、悬浮物或强氧化性物质,避免活性炭快速失效或板结。
二、初次投运与排气操作
新设备或新换活性炭后必须进行浸泡、排气与冲洗,否则易出现气堵、出水黑水或吸附效率低。
第一,缓慢开启进水阀,开度控制在1/4–1/3,避免水流冲击滤料,防止活性炭翻滚、流失或偏流。
第二,立即打开顶部排气阀,让罐内空气随水流排出,此时可见排气阀持续排出空气与少量黑水,属于正常现象。
第三,保持进水小流量进水,持续排气,直至排气阀连续出水、无气泡溢出,且出水颜色明显变浅,方可关闭排气阀。
第四,关闭排气阀后,继续小流量进水,让活性炭充分浸泡,浸泡时间4–8小时,使活性炭孔隙吸水饱和,排出内部残留空气与细粉;浸泡期间可轻敲罐体侧面,帮助气泡上浮排出。
第五,浸泡结束后,进行正洗,缓慢开启正洗排水阀,保持进水阀1/3开度,控制正洗流速为正常运行流速的50%–70%,即5–8m/h,避免流速过大扰动炭层。
第六,正洗过程中观察排水颜色,初始为深褐色含炭粉,逐渐变浅,持续正洗5–10分钟,直至出水清澈、无可见杂质、浊度<0.5NTU,方可关闭正洗排水阀,准备投入正常运行。
三、正常运行操作与参数控制
正常运行时水流自上而下通过活性炭层,依靠物理吸附与化学反应去除杂质,需严格控制流速、压力与水质,避免超负荷运行。
第一,缓慢开启出水阀,开度由1/3逐步增至全开,严禁快速全开,防止压力骤变导致滤料扰动或管路水锤。
第二,调节进水流量,控制运行流速在5–10m/h,即每平方米滤面积每小时过水5–10立方米;高有机物、高浊度原水应降至3–5m/h,延长接触时间,确保吸附充分。
第三,实时监测进出口压力表,正常运行时进出口压差应稳定在0.02–0.03MPa;新滤料压差更低,随运行时间延长,杂质截留增多,压差逐步上升。
第四,每30分钟记录一次进出口压力、流量、水温、pH值,观察压力变化趋势,若压差短时间快速升高,说明进水浊度高或滤层堵塞,需提前安排反洗。
第五,定期检测出水水质,重点检测余氯(≤0.1mg/L)、浊度(≤0.5NTU)、色度、异味及COD;若出水余氯超标、有异味或色度升高,说明活性炭吸附饱和,需及时反洗或更换。
第六,运行中严禁超压,工作压力不得超过0.6MPa,严禁关闭出水阀后继续进水,防止罐体超压变形或爆破;严禁在运行中打开人孔或法兰,防止高压水喷出伤人。
第七,运行中观察罐体、法兰、阀门有无渗漏,若发现滴水、渗水,应及时记录,轻微渗漏可在停机后紧固螺栓或更换密封垫,严重渗漏需立即停机处理。
第八,运行中保持环境通风干燥,避免潮湿腐蚀不锈钢表面,定期擦拭罐体,保持清洁,便于观察有无异常。
四、反冲洗操作(恢复吸附能力)
当进出口压差达到0.05–0.07MPa,或出水水质超标、运行周期3–7天时,必须进行反冲洗,通过逆向水流松动滤层、剥离杂质,恢复活性炭吸附性能。
第一,反洗前准备,先关闭进水阀,再关闭出水阀,切断正常水流,让罐内压力自然降至0.05MPa以下,严禁带压切换阀门;确认反洗排水管路畅通,无堵塞,排水口无遮挡。
第二,若配备空气擦洗系统,可先进行空气擦洗,打开底部进空气阀,通入0.1–0.2MPa压缩空气,持续擦洗3–5分钟,使活性炭颗粒剧烈摩擦,剥离表面顽固杂质与细粉;擦洗时观察罐体有无异常震动,空气流量不可过大,避免滤料剧烈翻滚流失。
第三,空气擦洗结束后,关闭空气阀,静置2–3分钟,让松动的活性炭自然沉降,防止后续水反洗时细粉大量流失。
第四,开启反洗进水阀,缓慢启动反洗水泵,控制反洗流速在10–15m/h,即反洗强度10–15L/(m²・s);此时水流自下而上通过活性炭层,滤层逐渐膨胀,正常膨胀率为15%–25%,炭层轻微翻滚、无剧烈涌动。
第五,反洗过程中观察排水颜色,初始为深褐色、含大量泥沙与炭粉,逐渐变浅;持续反洗5–10分钟,直至反洗排水清澈、无可见杂质、浊度≤5NTU,方可停止反洗。
第六,反洗结束时,先关闭反洗进水阀,再关闭反洗水泵,保持反洗排水阀开启1–2分钟,排出罐内残留污水与脱落杂质,随后关闭反洗排水阀。
第七,反洗后必须静置沉降5–10分钟,让活性炭颗粒自然分层、重新平整,避免偏流或滤料塌陷,严禁沉降时间不足即进水,否则易导致出水黑水或滤层紊乱。
五、正洗操作(反洗后净化)
反洗后活性炭表面残留少量细粉与杂质,需通过正洗恢复出水水质,防止污染后续设备。
第一,静置沉降结束后,缓慢开启进水阀,开度1/3,保持小流量进水。
第二,打开正洗排水阀,控制正洗流速为正常运行流速的50%–70%,即5–8m/h,避免流速过大扰动刚沉降的炭层。
第三,正洗过程中每隔1–2分钟检测一次排水浊度、余氯,观察排水颜色,直至出水清澈、无异味、浊度≤1NTU、余氯≤0.05mg/L,达到设计出水标准。
第四,水质达标后,先关闭正洗排水阀,再缓慢开启出水阀,逐步调节至正常运行流量,监测进出口压差与出水水质,确认无异常后,正式恢复正常运行。
六、日常维护与定期保养
日常维护是延长活性炭寿命、保证设备稳定运行的关键,必须建立台账,逐项落实。
第一,每日巡检,检查罐体、阀门、管路有无渗漏,压力表、流量计指示是否正常,排气阀是否通畅;记录进出口压力、流量、水质指标,对比历史数据,发现异常及时处理。
第二,每周检查一次活性炭层表面,观察是否平整、有无凹陷或凸起,反洗后检查排水中是否含大量活性炭细粉,若细粉过多,说明活性炭磨损严重,需考虑更换。
第三,每月手动开关一次电动或气动阀门,检查动作是否灵活、反馈是否正常;校准压力表、流量计,确保测量准确;检查安全阀、排气阀,清理杂质,防止堵塞。
第四,每季度打开人孔检查内部滤料,观察石英砂垫层是否平整、有无穿孔,活性炭层是否板结、有无偏流;若板结严重,可补充新活性炭或进行再生处理。
第五,活性炭更换周期一般为6–12个月,具体根据原水水质、运行时间、出水水质及吸附性能确定;当碘值或吸附值降至初始值60%–70%,或出水持续超标、反洗后无法恢复时,必须更换活性炭。
第六,更换活性炭时,先排空罐内积水,打开人孔,取出旧活性炭,清理罐内残留杂质与细粉,检查布水器、集水器、滤帽是否完好,有无堵塞或损坏;然后按先石英砂、后活性炭的顺序装填,装填后充分浸泡、冲洗,直至出水清澈。
第七,长期停用(超过7天)时,应排空罐内积水,关闭所有阀门,保持罐内干燥,防止活性炭受潮发霉或滋生细菌;再次启用时,需先正洗5–10分钟,检测水质达标后方可投入运行。
七、常见异常处理
第一,进出口压差快速升高,原因可能是进水浊度高、杂质多,或滤层板结、偏流;处理方法为提前反洗,适当延长反洗时间,加强空气擦洗,检查进水预处理是否正常。
第二,出水黑水、含炭粉,原因可能是新活性炭未冲洗干净、反洗强度过大、活性炭磨损严重或垫层损坏;处理方法为延长正洗时间,降低反洗强度,检查垫层是否平整,必要时更换活性炭。
第三,出水余氯超标、有异味,原因是活性炭吸附饱和、失效;处理方法为立即反洗,若反洗后仍不达标,需更换活性炭。
第四,罐体或法兰渗漏,原因是密封垫老化、螺栓松动或焊缝开裂;处理方法为停机后紧固螺栓,更换密封垫,严重渗漏需补焊或联系厂家维修。
第五,阀门卡涩、动作不灵,原因是杂质进入阀腔、阀芯磨损或锈蚀;处理方法为关闭上下游阀门,拆解清洗阀腔,润滑阀芯,损坏严重时更换阀门。
八、安全注意事项
第一,操作人员必须经培训合格后方可上岗,熟悉设备结构、操作规程及应急处理方法,严禁无证操作。
第二,设备运行或带压时,严禁打开人孔、法兰或拆卸阀门,防止高压水喷出伤人;检修前必须停机、泄压、排水,并挂牌警示。
第三,操作阀门时应缓慢开关,严禁猛开猛关,防止水锤冲击损坏管路、阀门或罐体。
第四,反洗、正洗时确保排水管路畅通,排水口远离人员通道与电气设备,防止积水滑倒或触电。
第五,定期检查罐体接地与防静电装置,确保完好,防止静电积聚引发安全事故。
第六,维护时注意防滑、防坠落,罐内作业需办理受限空间作业许可,通风良好,专人监护。