一、焦化废水预处理工况痛点

（一）水质特征与系统危害

焦化废水来源于炼焦煤气冷却、化产回收与精制工序，污染物组成复杂：固体类杂质以焦粉、煤粉、焦油渣为主，粒径跨度从数微米到数毫米，且多与焦油组分黏附形成油泥团块，黏性强、难分离；溶解性污染物包括酚类、氰化物、硫化物与氨氮，是后续生化处理的核心去除对象。 焦油渣与焦粉进入后续生化系统后会造成三重连锁损害：第一，堵塞曝气头与生物填料孔隙，降低充氧效率与微生物附着面积，导致生化处理效率下降；第二，油类物质包裹微生物菌体，抑制污泥活性，严重时引发污泥中毒、系统崩溃；第三，在管路与设备内壁沉积结垢，增加泵体磨损与管路阻力，提升运维成本。

（二）传统预处理工艺的应用短板

当前多数焦化厂采用 “重力隔油池 + 普通篮式过滤器” 的预处理工艺，存在三项核心局限：一是重力隔油仅能去除浮油与大颗粒焦粉，对乳化油、细焦粉与黏附油渣去除率不足 40%；二是普通篮式过滤器堵塞快，平均 1~2 天即需停机开盖清理，人工劳动强度大，且作业环境差、易引发二次污染；三是清理过程需中断废水输送，影响系统连续运行，高负荷时段易造成废水溢流与环保风险。 自清洗过滤器凭借楔形滤网抗堵、在线机械刮除的技术特性，可从根本上解决黏性油渣过滤堵塞频繁、清理困难的痛点，更适配焦化废水高负荷、连续运行的工况要求。

二、设备结构与过滤原理

（一）整体结构

焦化废水专用自清洗过滤器采用承压罐体结构，壳体可选碳钢衬胶或 316L 不锈钢材质，适配焦化废水的腐蚀工况；内部设一体式楔形网滤元，配套电动刷式清洗机构与自动排污阀；进出口设压差变送器，实时监测过滤阻力；配套 PLC 控制单元，支持压差与定时双模式触发清洗。设备为管道直连式结构，可直接串接于隔油池出水、生化池进水前端，无需额外土建基础。

（二）楔形滤网抗堵机理

核心过滤元件为楔形滤网，采用 V 形不锈钢楔形丝绕焊成型，缝隙外窄内宽，精度覆盖 50~300μm。相较于普通编织网，楔形滤网具有两大核心优势：其一，油渣颗粒仅与滤元棱边形成点接触，不会嵌入缝隙造成永久卡塞，适配焦油黏附性强的工况；其二，机械刮除可完整剥离表面滤饼，清洗后通量恢复率可达 98% 以上，再生效果远优于水力反洗机型。《煤化工》期刊试验数据表明，相同精度下楔形滤网在含油焦粉废水中的抗堵塞寿命是普通编织网的 3.5 倍以上[2]。

（三）在线刷式清洗与生化保护价值

设备采用刷式在线清洗模式：当进出口压差达到设定阈值时，电机驱动不锈钢刷沿滤元表面旋转刮擦，剥离黏附的焦油渣与焦粉团块，同步开启排污阀排出浓渣；清洗过程中主流过滤通道持续导通，废水流量波动≤5%，全程不停机。 作为生化系统的前置屏障，自清洗过滤器可去除 85% 以上的大颗粒焦粉与浮油渣，大幅降低进入生化池的固体与油类负荷，避免微生物被油分包裹中毒，延长曝气头、生物填料的使用寿命，是实现生化保护、保障系统稳定运行的关键单元。

三、选型参数规范

（一）滤网材质选型

需根据废水腐蚀等级、温度与油含量匹配对应材质，不同工况选型参数如下表所示。

表 1 焦化废水专用滤网材质选型参数

（二）精度与运行参数

滤网精度需根据进水油渣含量与后续生化系统耐受能力确定，不同水质工况的运行参数如下表所示。

表 2 不同进水水质运行参数表

四、运维规范与故障处置

（一）压差三级管控机制

运行压差是判断滤元堵塞状态的核心指标，需建立三级管控标准：

1. 初始状态：额定流量下新滤元初始压差≤0.03MPa，超标需排查滤元安装偏位、精度选型偏差；

2. 预警状态：压差升至 0.06MPa 时进入预警，检查进水水质是否出现冲击负荷；

3. 清洗阈值：压差达到 0.08~0.10MPa 时自动触发清洗，高油黏附工况可配合定时清洗兜底。

（二）常见故障处置

1. 滤元油污黏附故障 故障表现：清洗后压差回落不充分，过滤周期持续缩短，滤元表面有黑色油泥残留。 核心诱因：废水焦油含量高、黏性大，单纯机械刮擦无法彻底剥离表层油膜；进水温度偏低导致油渣黏度升高，黏附力增强。 处置方案：

· 前端强化初级隔油，增设气浮或聚结除油单元，降低进入过滤器的油负荷；

· 优化清洗参数，缩短定时清洗周期、增加单次清洗时长；

· 每月进行 1~2 次在线化学清洗，用低浓度碱液循环浸泡溶解油膜，恢复滤元通量；

· 低温工况可在设备外壁增设伴热保温，降低油渣黏度，提升刮除效果。

1. 滤网破损泄漏故障 故障表现：出水焦粉含量异常升高，生化池污泥中焦粉占比增加。 核心诱因为硬质焦块高速冲击滤网、滤元长期腐蚀减薄，或刷体间隙超标刮伤滤网。 处置方案：立即切换至备用设备，更换破损滤元；前端增设粗拦污栅，削减大颗粒焦块冲击负荷；校准刷体与滤元的间隙，避免硬接触磨损。

五、焦化厂废水预处理升级案例

（一）项目背景

河南某焦化厂，年产焦炭 100 万吨，废水处理站设计规模 150m³/h，原预处理采用 “重力隔油 + 篮式过滤器” 工艺。运行核心痛点：一是出水悬浮物与油分波动大，峰值分别达 480mg/L 与 85mg/L，生化池曝气头每月需停机清理 1 次，污泥活性持续偏低；二是篮式过滤器平均每 36 小时需人工清理一次，作业环境差、人工强度大；三是清理时废水溢流风险高，环保压力大。

（二）改造实施方案

2025 年该厂实施废水预处理升级，在隔油池后、生化池前加装利菲尔特自清洗过滤器 2 台，一用一备配置，单台额定流量 80m³/h。滤元采用 316L 不锈钢楔形网，精度 100μm；配套压差 + 定时双模式自控系统，清洗触发压差 0.07MPa，定时周期 40 分钟；前端配套简易聚结除油槽，降低进水油负荷。

（三）运行效果与故障处置

改造后连续运行 6 个月，运行初期曾出现滤元表面油泥黏附、压差回落不彻底的问题，经排查为焦油含量超出设计值，单纯机械刮除无法完全剥离。技术团队优化方案：将定时清洗周期缩短至 25 分钟，每月增加 2 次碱液在线辅助清洗，并强化前端隔油排油频次。调整后压差恢复稳定，清洗后通量回落至初始水平。 改造前后核心指标对比如下表所示。

表 3 项目改造前后运行指标对比

经测算，改造后生化系统稳定性提升，曝气头清理、污泥调理、人工运维等年综合成本节约约 32 万元，设备投资回收期约 11 个月，废水系统的环保合规性与运行稳定性显著提升。

FAQ

1. 自清洗过滤器可以处理含焦油的焦化废水吗？ 答：可以。楔形滤网外窄内宽的点接触结构不易被黏性焦油渣卡塞，配合机械刷式刮除可在线剥离滤饼，适配焦化废水含油、含焦粉的高黏工况，是替代人工清理篮式过滤的优选方案。

2. 滤网会不会被焦油黏住堵死？ 答：正常规范运行下不会堵死。设备按压差自动触发清洗，及时剥离表层油渣；针对高黏焦油工况，可缩短清洗周期、定期配合碱液在线清洗溶解油膜，保障滤元通量稳定。

3. 和传统重力隔油池相比有什么优势？ 答：核心优势体现在三方面：一是去除效率更高，可去除重力隔油无法截留的细焦粉与乳化油渣；二是占地小、安装快，管道直连无需土建；三是全自动运行，无需人工清理，大幅降低劳动强度与环保风险。

4. 楔形滤网多久需要更换一次？ 答：正常焦化废水工况下，316L 楔形滤网使用寿命可达 2~3 年；核心判定依据为滤网完整性与过滤精度，出现腐蚀破损、精度失效时及时更换，规范运维可充分保障滤元寿命。

5. 清洗排出的焦油渣怎么处理？ 答：清洗排出的浓油渣可收集至污泥池，经污泥脱水后按危废规范处置，或送入焦化系统掺烧，全程密闭收集，无二次泄漏与环保风险。

参考文献

[1] 中国煤炭工业协会. 2024 年煤化工废水治理技术与装备发展报告 [R]. 北京：中国煤炭工业协会，2024.

[2] 煤化工编辑部。楔形网过滤技术在焦化废水预处理中的应用研究 [J]. 煤化工，2023, 51 (6): 45-50.

[3] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。焦化废水专用自清洗过滤器产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.

[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某焦化厂废水预处理升级改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.