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摘要：在终端厂双介质滤器的气冲洗过程中，气体通过排气管线排放至开排系统，由于排出的气体携带大量液滴，这些液滴会从排气出口飞溅而出，导致防污染箱箱体及地漏周边环境的污染。为了解决这一排气流程中的污染问题，文章对此进行了深入分析，提出了对防污染箱的升级改造措施，如制作新型防污染箱，采取针对气冲洗排气出口流程的技术措施，有效解决了气体携液飞溅污染环境的问题。
关键词：双介质滤器；气冲洗；新型防污染箱；污染治理；环境保护
1项目背景
1.1终端厂生产污水处理流程简介
在终端厂的生产污水处理过程中，系统的核心任务是处理从原油系统各级分离器和电脱水器中分离出来的生产水。这些生产水携带着各种悬浮物、油分和其他污染物，必须经过严格的处理才能达到回注或排放的标准。首先，生产水进入斜板除油器，该设备利用油和水之间的密度差异，通过斜板设计促使油滴上浮至水面，从而实现初步的油水分离。其次，水流进入加气浮选器，这里通过注入微小气泡，使得剩余的油脂和悬浮固体颗粒附着在气泡上，并随气泡上浮至水面，进一步净化水质。处理后的水接着流入双介质滤器，这是污水处理系统的关键环节。双介质滤器通常由粗、细两种不同粒径的过滤介质组成，如石英砂和无烟煤，能够有效去除水中的悬浮物和微小的油滴。经过双介质滤器的处理，水质得到显著提升，达到注水的标准。最后，处理合格的生产水流入注水缓冲罐，在这里暂时储存，等待被回注到油层中，以维持油层的压力，从而提高原油的采出率。这一过程不仅实现了污水的资源化利用，还减少了对环境的影响，符合可持续发展的要求。
双介质滤器作为污水处理系统的最后一级设备，其运行效果直接关系到注水水质的安全和稳定。因此，对双介质滤器的排气流程进行防污染技术研究，确保其高效、稳定运行，对于终端厂的生产污水处理具有重要意义，生产污水处理流程如图1所示。
1.2双介质滤器工作原理
双介质滤器的工作原理基于滤流分离技术，这是一种高效的粗粒化附聚技术(coalescence)，专门用于处理那些在除油池中不能自然上浮的细分散乳化油。这种技术的核心在于利用油珠对滤料表面的疏水附聚作用，从而在滤料表面形成一层油膜。随着水流通过滤层孔隙，水流剪力将这层油膜洗刷掉，使得原本细小的油珠聚集成更大的颗粒，并随之上浮，最终实现油水分离。
在双介质滤器中，通常采用经过特殊处理的野生核桃壳和石英砂作为过滤介质。这两种材料都具有多孔结构和大表面积，这使得它们能够有效地拦截污水中的悬浮物和油珠。拦截的机制既包括物理拦截，即污水中固体颗粒和油珠被滤料层表面物理性地拦截下来；也包括化学吸附，即这些污染物被吸附在滤料的表面。随着过滤过程的持续进行，滤料层会逐渐饱和，其过滤效率会下降，导致出水水质恶化。为了恢复滤料的过滤性能，需要定期停止过滤作业，并进行反洗再生过程。这个过程涉及用压缩空气或清洁水从滤料层的底部反向冲洗，将积累的污染物从滤料中冲出，从而使滤料恢复其原有的过滤特性。通过这种周期性的反洗再生，双介质滤器能够维持其长期的过滤效率，确保生产污水处理系统的稳定运行。此外，这种滤器的设计和操作方式也考虑到了节能和环保的要求，使其成为终端厂污水处理系统的最优选择。
1.3双介质滤器设备布局
某终端厂设置有双介质滤器30台，5台为1个撬块。初始设计时，每个双介质滤器排气流程设置1个排气口，共30个排气口。
1.4双介质滤器排气流程污染撬块问题
双介质滤器在终端厂污水处理系统中扮演着至关重要的角色，其处理效果直接关系到注水水质的安全和稳定。为了维持双介质滤器的处理效能，定期的反洗操作是必不可少的。反洗过程不仅能够清洁滤料，还能使其恢复过滤能力，确保污水经过滤器后能够达到预期的处理效果。
双介质滤器的反洗流程主要分为2个阶段：气冲洗和水反洗。在气冲洗阶段，压缩空气被注入滤器内部，其目的是搅动和蓬松因长期过滤而压实的滤料层，从而为后续的水反洗创造更好的条件。气冲洗能够有效地提高滤料层的孔隙率，使得滤料变得松散，这样在水反洗阶段，清洁水能够更深入地穿透滤料层，将积累的污染物冲刷出来。
然而，气冲洗过程中排出的气流往往携带大量的液滴，这些液滴可能包含油分和其他污染物。由于双介质滤器原排气口的防污染箱在设计时未能充分考虑到这一点，其无法有效地除去气流中的液滴，防止污染的发生。因此，在气吹过程中，带压携液的气流会从排气口呈发散状喷溅而出，导致含油污水大量喷出，并溢溅到甲板橇块上，造成设备和橇块的严重污染[1]。
随着双介质滤器反洗切换频率的增加，甲板污染问题也日益严重。这不仅影响了现场的工作环境，还增加了现场卫生清理的工作量。因此，针对双介质滤器排气流程的污染问题，迫切需要研究和应用有效的防污染技术，以减少或消除排气过程中的污染，保障设备的正常运行和现场工作人员的健康，如图2所示。
2双介质滤器排气流程防污染技术
2.1双介质滤器排气流程污染问题
(1)原防污染箱除液防污效果差。原防污染箱的设计和构造存在一些缺陷，导致其除液防污的效果并不理想。箱体由普通钢板焊接而成，沿排气管线中线分为2部分，并通过螺栓连接。然而，箱体下部并未与撬块进行焊接固定，且箱体内部缺乏其他结构设计。这种结构导致箱体缝隙较多，内外联系通道不畅，使得气体携带的液滴在箱体内飞溅时轨迹分散且无规则。因此，大量液滴会从这些缝隙中飞溅而出，造成撬块和周边环境的污染。此外，由于箱体内部没有设计有效的除液结构，液滴无法被有效拦截和分离，进一步加剧了污染问题。
(2)气冲洗排气口冗余分散。在某终端厂中，设有30台双介质滤器，每5台组成1个撬块，每个滤器都单独设置了气冲洗排气出口，共计30个排气出口，平均分布在30个不同的位置。这种设置方式导致气冲洗排气口数量过多，存在冗余，而且分布过于分散。这种冗余和分散的排气口布局不仅增加了设备的复杂性和维护难度，而且在气冲洗过程中，由于排气口的分散，使得含液滴的气流在多个点上喷溅，扩大了污染范围，增加了现场清理的工作量和难度。
针对上述问题，需要对双介质滤器的排气流程进行重新设计和优化，以提高防污染箱的除液防污效果，并减少气冲洗排气口的冗余和分散性。通过改进设计，可以有效降低排气流程中的污染问题，提高设备的运行效率和现场的工作环境。
2.2解决思路
(1)改变气体携液滴飞溅轨迹。为了优化防污染箱的设计，研究人员将注意力集中在如何改变气体携带液滴的飞溅轨迹上。借鉴油气分离领域中的捕雾器原理，自主设计与制作了一种具有除液捕雾功能的新型防污染箱。这种新型防污染箱内部采用了迷宫式折流板，这些折流板能够有效地改变液滴的运行轨迹，使其具有一定的集中性和规则性。液滴在防污染箱内部按照预定的轨迹飞溅，最终被引导至地漏内，从而避免了液滴飞溅出防污染箱，有效地解决了气体携带液滴飞溅的问题[2]。
(2)减少气冲洗排气口数量并提高清理效率。在优化排气口布局方面，研究人员采用了“化零为整，集中治理”的原则。具体来说，将同一个撬块中的5台过滤器的气冲洗出口流程并联相互连接，形成一个总出口。减少排气口数量不仅降低了设备维护的难度，简化了排气系统的复杂性，还提高了地漏周边卫生清理的效率，因为清理工作可以集中在更少的点上完成。
通过上述措施，研究团队有效地解决了气体携带液滴飞溅的问题，提高了操作人员的工作效率，并取得了显著的效果。这些改进不仅提升了双介质滤器排气流程的清洁度和安全性，还为企业带来了长远的经济和环境效益。
3防污染箱结构优化改造
新型防污染箱采用了创新的迷宫式折流板设计，这一设计理念源于对液滴运行轨迹的精确控制。通过在防污染箱内部安装迷宫式折流板，液滴在箱体内的运动路径被有效地改变，从而实现了液滴运行轨迹的预定方向性、集中性和规则性。这种设计使得液滴在防污染箱内部的运动不再是随机和分散的，而是按照设计好的轨迹飞行，并最终被引导至地漏内，避免了液滴飞溅出防污染箱，确保了地漏周边卫生的清洁。
为了进一步增强液滴轨迹的集中性和规则性，箱体内下部的折流板采用了独特的微弧度设计。这种微弧度设计有助于引导液滴沿着设定的轨迹流动，提高了液滴收集的效率。同时，箱体内还安装了捕雾网，用于对排出的蒸汽进行捕雾净化，进一步确保了排出气体的清洁度。在防污染箱的上部，设计有活动盖板，并在盖板上留有少量缝隙。这些缝隙作为洁净气体排出的通道，允许气体顺利排出，同时防止液滴的逃逸。活动盖板的设计便于日常的检查和维护，提高了防污染箱的可操作性。
此外，防污染箱的一个侧面采用螺栓连接，连接面使用胶皮垫进行密封。这种设计使得侧面钢板可以轻松拆卸，方便对内部结构进行检查和检修。这样的维护便捷性提高了防污染箱的使用寿命，并降低了长期运行中的维护成本。新型防污染箱结构示意图如图3和图4所示。
气冲洗排气出口流程优化。根据化零为整，集中治理的原则，对双介质滤器气冲洗排气出口流程进行优化，将同在一个撬块的5台过滤器气冲洗出口流程并联相互连接成一个总出口，减少气冲洗出口数量，提高地漏周边卫生的清理效率。
4效果评价
4.1安全环保效果好
排气口新加的“迷宫式”防污染箱内设多个“缓冲板”，箱体顶部设置排气口，在使用过程中，没有出现带压喷溅的现象，纯净的水汽通过箱体顶部排气口溢散，整个运行过程相对平和，如图5所示。
在对双介质滤器排气系统的改造中，一个重要的变化是将每组滤器的排气口进行了并联处理，使得原本各自独立的排气口现在共享一个共同的排气出口。这种改造策略不仅简化了排气系统的复杂性，而且还使得排气口的位置得以优化，远离了电气操作盘。这一改动有效地消除了由于排气口水汽喷溅而对电气操作盘造成的潜在安全隐患，从而确保了现场操作环境的安全性。此外，改造后的气吹管线总汇管设计了一个约5°的倾角。这样的设计在一定程度上减少了气吹过程中携带的杂质对管线内部造成堵塞的风险。倾斜的管线有助于杂质在重力的作用下自然沉降，减少了维护的工作量和频率。
总管排气口配备的“迷宫式”防污染箱还特别设计为可拆卸式，这样的设计充分考虑了日常维护和清理的便利性。可拆卸的防污染箱使得工作人员可以轻松地进行检查和清理工作，确保了防污染箱内部长期保持清洁，进一步提高了系统的稳定性和安全性。
4.2实用性强
改造完成后，经过现场实际使用效果测试，其作用效果完全达到预期设想。在气吹过程中，携液的气流在排出时首先接触到不锈钢捕雾器，这一层捕雾器有效地拦截了气流中的大部分杂质和水汽，使得这些污染物被去除并在捕雾器上沉降。这一步骤已经大大降低了气流中液滴的含量。其次，气流通过内置的两道折流板，这些折流板的设计旨在进一步折流和去除残余的液体。折流板的作用是改变气流的方向，迫使液滴因惯性而分离出来，从而提高了除液的效率。在折流板之上，设置了一层可拆卸式的不锈钢滤网，这层滤网不仅能够除去气流中的液滴，还能够捕捉微小的雾状水汽，使用过程中没有再发现污水喷溅的现象。
4.3经济性
某终端厂目前在用双介质滤器15台，单台每天至少反洗1次，每天反洗完毕后现场卫生清理至少2 h，员工劳动强度大，且消耗清洁物料严重。单次清洁用具损耗：抹布6元、拖把6元、清洗剂25元、刷子5元、刮板折旧10元、淡水损耗10元，单次清洗物料费合计62元，折合全年节省物料费22 630元。伴随滚动开发调整，双介质滤器的使用台数逐步增多、反洗周期更加频繁，此项应用的经济效益将日趋显著。
5结语
通过对每组双介质滤器排气系统的并联改造，不仅确保了生产流程的稳定性和安全性，还成功地解决了排气口过于靠近电气控制盘的问题，以及气吹过程中水汽溢散可能导致的电气系统故障隐患。这一改造通过将多个排气口合并为一个，有效地减少了甲板卫生清理的区域，从而降低了现场工作人员的劳动强度。
此外，新设计的“迷宫式”防污染箱结构简单，但其效果显著。它创新地利用了折流板和捕雾器来折流和去除液滴，有效地解决了排气口气体携液飞溅的问题。这种设计不仅实用性强，而且降低了环保风险，同时还节省了人力成本。
改造后的设备在水质处理效率方面也得到了显著提升，这对于提高终端厂的生产效率和环境保护水平具有重要意义。整体而言，改造项目在确保设备运行安全、提高工作效率、降低维护成本等方面展现出了良好的综合效益。
这一改造项目具有较高的推广价值。它不仅适用于当前的研究场景，还可以被广泛地应用于其他类似的生产环境中，为更多的终端厂提供高效、安全、环保的解决方案。通过这种改造，可以预期在未来会有更多的企业受益，从而推动整个行业的污染治理技术进步和可持续发展。
参考文献：
[1]崔云辉.绥中36-1CEPK平台核桃壳过滤器排液及排气流程优化研究[J].化工管理，2015(20)：105-106，108.
[2]张逢玉，姜安玺，等.低压稳流核桃壳过滤器的开发及在油田废水处理中的应用[J].现代化工，2007(1)：53-56.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
某终端厂双介质滤器排气流程防污染技术研究及应用论文
人参与 2025-05-21 10:25:29 分类 : 管理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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