论文摘要：通过对全自动沙石过滤器运行问题的跟踪分析，结合其工作原理，采取了相关措施优化使用方式，解决了过滤器频繁故障造成水源浪费和水处理效果差的问题，满足了企业水处理工作的需要。
论文关键词：全自动沙石过滤器,优化使用
1前言
全自动沙石过滤器作为工业净循环水系统中的一种水处理设备，一般安装在低压力水系统的过滤工艺中，起到处理水中悬浮物的作用。这种过滤器在南通宝钢钢铁有限公司的很多循环水系统中都有配置。在公司的高炉、电炉、连铸、热轧、制氧等几乎所有的重要净循环水系统中都配有全自动沙石旁滤过滤器。但由于设备设计安装、运行操作方式、设备维护、水质等多种原因，导致这些系统中的全自动沙石过滤器在实际运行中出现了各种问题而影响生产。经过技术人员组织攻关，最大限度地发挥了原有设备的作用，为生产水质稳定提供了有力保障。
2全自动沙石过滤器工作原理
2.1全自动沙石过滤器的工作原理
图1全自动沙石过滤器示意图
如图1所示，全自动沙石过滤器通常情况下只有一个进水阀门，整个过滤器形似一个长球，内部有分水斗、过滤仓（根据处理能力一般有几个独立的过滤仓）、自动虹吸反冲洗排污管等主要部分组成。
正常过滤水时，需要处理的水通过过滤器进口阀门及管道进入过滤器内部的分水斗，分成三股或四股水流进入沙石滤料过滤仓，水流在自身重力的作用下沿图中粗实线方向通过滤料层，然后流到过滤器中上部的清水区从出水口排出。水流在通过滤料层时，水中的固态杂志和一部分油分被滤料截留下来，水体得到过滤处理。
随着过滤的进行，滤料层截留的污物越来越多阻力越来越大，滤料层上部的水位逐渐上升（水压逐渐升高以通过滤料），当水位沿虹吸排污管上升到顶部时将有少量水沿管道向下流，水流流动过程中将管道中的空气逐渐带出导致管道内形成一定的负压产生虹吸作用，大量水从虹吸排污管中排出。由于虹吸排污管较大、上下压差大，水流迅速以致排水量大于分水斗中的来水，这时过滤器中上部的清水在压差的作用下将沿原来的方向反向通过滤料层流向虹吸排污管，达到了清洗滤料层的作用。随着虹吸排污的进行，过滤器清水区的水位逐渐下降，当水位下降至虹吸排污的虹吸破坏管管口以下时，虹吸破坏管吸入空气虹吸排污被破坏，虹吸排污终止，过滤器又重新进行过滤运行。
2.2全自动沙石过滤器的优点
从上述运行原理可以看出，这种全自动过滤器具有几个优点：
（1）全自动沙石过滤器具有很高的自动运行功能，且设备全部由钢铁、沙石等机械部分组成，没有什么电器仪表及各种阀门等附件，使得这种过滤器的操作、维护很简单。
（2）这种过滤器的运行动力主要依靠水的势能，这种势能较小，在一般的循环水系统中完全可以通过系统回水压力很容易满足，不需要消耗太多的有用功。
（3）过滤器的反冲完全根据滤料层的阻力进行，只有系统运行到一定程度它才会反冲排污，可以很好的节约水资源。
3全自动沙石过滤器运行中存在的问题
全自动沙石过滤器在实际运行中，由于各种原因导致其运行中发生各种问题。
（1）全自动沙石过滤器运行一段时间后，由于内部滤层的阻力上升，过滤器开始自动反冲洗，但反冲洗无法自动停止，导致系统水量损失过多，引起水池水位大幅下降，如运行监控发现处理不及时影响系统供水安全。
（2）全自动沙石过滤器运行一段时间后，过滤器反冲洗排污口有小股水流出，但水量未达到正常反冲洗水量、水质清澈，且水流一般长时间不能中断，导致系统水量异常损失。
（3）过滤器进口阀门操作难以控制，有时同样的进水压力、管道但进水阀门不能同样开度、或者停运后重新使用时就不能开到原来的开度，否则就会发生反冲洗不停、持续排清水等问题。
（4）有点全自动沙石过滤器自动反冲洗时反冲洗水量较多，反冲后水池需大量补水。
（5）全自动沙石过滤器一旦打开进口阀门投入使用后将进入全自动运行状态，很难判断它何时反冲洗过，过滤效果如何。
4问题分析与优化使用
全自动沙石过滤器运行中存在问题既有其设计缺陷，也有安装和使用不合理引起的。就该设备设计本身而言，其设计思路巧妙，整个设备几乎只有一个进水控制阀门，无一电子仪表信号就能实现全自动过滤、排污。但也正因为它太过“简单”使其在使用中很“任性”，操作者难以控制。我们对全自动沙石过滤器运行中存在问题进行深入分析后，从设计、安装和使用三方面进行了改进。
（1）利用手持式流量计对每台过滤器进行进水流量检测，通过调整进水阀门开度调试合适的进水流量，将进水流量控制在过滤器设计处理能力范围内（或过滤器实际能够较稳定运行的流量上），并固定阀门开度。对重要系统的过滤器考虑安装进、出水流量计，一方面便于调整过滤水量，监控过滤器运行，另一方面，通过计量可以统计系统过滤水量、排污水量等数据。
（2）在每台过滤器的进出口安装水样取样阀，定期取水样检测进出水浊度、悬浮物等指标检查过滤器过滤效果。为过滤器检修提供信息。
（3）将过滤器反冲洗排污口敞开或开观察孔，操作人员可以通过敞开的排污管或观察孔就可以方便地巡视过滤器的反冲洗情况，及时发现异常情况及时处理。
（4）对一些因各种原因导致的无法正常自动反冲洗、自动反冲洗经常不停等过滤器，为了避免异常反冲洗引起补充水浪费、水质处理效果差等问题，我们采取了废弃其“全自动反冲洗功能”，改用定时人工反冲洗的办法，即过滤器运行一定时间后，人为加大过滤器进水流量，一般情况下过滤器均开始反冲洗，待反冲洗出水比较清澈后再关小（或暂时关闭）进水阀门，待反冲洗停止后再将进水阀门恢复至之前运行位置。
5结果与讨论
通过实施上述改进后，我公司的全自动沙石过滤器目前基本全部投入运行，且运行基本稳定，为水质的处理和稳定提供了有力支撑。水质化验数据和补充水量数据显示，过滤器全部投入运行后，水质指标有所改进、补充水量也基本稳定。现场工人也反映现场操作比较放心。
但全自动过滤器还有需要改进的地方，比如如何较为方便地观察其过滤阻力、如何判断它在某个时间段自动排污过，我们将进一步研究。
参考文献
1 钱平.钢铁工业给排水设计手册[Z].北京:冶金工业出版社,2000.
2 陈敏恒,丛德滋,方图南,齐鸣斋.化工原理[M].2版.北京:化学工业出版社,1999,6. |
