濾池集匯論文

濾池集匯論文

　　城市污水處理設(shè)施是現(xiàn)代化城市經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組成部分。近年來，我國中央政府、各級地方政府及有關(guān)部門對城市污水治理十分重視，同時加大了對污水治理的資金投入和治理力度，使我國在污水處理廠的建設(shè)方面取得了巨大進(jìn)展，濾池得到了廣泛應(yīng)用。隨著節(jié)能降耗的大力提倡，我們將濾池的工作原理、升級改造以及先進(jìn)發(fā)展方向等方面情況作個集匯，以此供水業(yè)朋友們參考。

　　眾所周知，濾池過濾的目的，有的用來取出水中的懸浮物，以獲得濁度更低的水;有的用來去掉污泥中的水，以獲得含水量較低的污泥。一般濾池外部由濾池池體、進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及其附件組成;濾池內(nèi)部由沖洗水排出槽、進(jìn)水渠、濾料層、墊料層(承托層)、排水系統(tǒng)組成。

　　●高速濾池、快濾池和慢濾池

　　它是按濾速大小標(biāo)準(zhǔn)來分類。應(yīng)用石英砂或白煤、礦石等粒狀濾料對自來水進(jìn)行快速過濾而達(dá)到截留水中懸浮固體和部分細(xì)菌、微生物等目的的池子。目前快濾池已經(jīng)發(fā)展為多種形式，如無閥濾池、雙閥濾池、虹吸濾池和移動沖洗罩濾池等。普通快濾池的運行管理方便，但閥件多，滲漏多，需有專設(shè)沖洗設(shè)備。

　　●無閥濾池

　　一種沒有閥門的快濾池，分重力式和壓力式兩種。在運行過程中，出水水位保持恒定，進(jìn)水水位則隨濾層的水頭損失增加而不斷在吸管內(nèi)上升，當(dāng)水位上升到虹吸管管頂，并形成虹吸時，即自動開始濾層反沖洗，沖洗廢水沿虹吸管排出池外。重力式無閥濾池操作管理十分方便，能自動反沖洗，便檢修時清砂不方便;壓力式無閥濾池可省去二級泵站，但清砂也不方便，工作周期短，沖洗操作控制較嚴(yán)格。

　　●壓力濾池

　　在密閉的容器中進(jìn)行壓力過濾的濾池。其優(yōu)點是濾池可以用鋼制，靈活性大，并可以與除鹽水處理或軟化處理串聯(lián)適用，也可作為一次進(jìn)化處理省去2級泵站。缺點是清砂不方便，工作周期短，用鋼材制造時耗鋼材較多。

　　●虹吸濾池

　　以虹吸管代替進(jìn)水和排水閥門的快濾池形式之一。濾池各格出水互相連通，反沖洗水由其他濾水補給。每個濾格均在等濾速變水位條件下運行。

　　●移動沖洗罩濾池

　　濾池上部設(shè)有可移位的沖洗罩，對各濾格按須序依次進(jìn)行沖洗的濾池。它由若干小濾格組成，并具有同一進(jìn)水和出水系統(tǒng)。

　　●粗濾料濾池(V型濾池)

　　V型濾池一般采用較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層;就原先的虹吸濾池而言，他大大的提升了過濾及反沖洗的自動化控制，另外由于采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗;明顯提升了濾池的反沖洗效果，改善過濾能力的再生狀況，從而增大濾池的截污能力，降低了濾池的反沖洗頻率。V型濾池、翻板濾池、虹趿濾池優(yōu)缺點比較表優(yōu)點 缺點

　　V型濾池

　　(1)采用氣水反沖洗加表面掃洗，反沖洗效果好。

　　(2)采用V型槽進(jìn)水(包括表掃進(jìn)水)，布水均勻。

　　(3)運行自動化程度高，管理方便。

　　(4)采用均質(zhì)濾料，濾料含污能力較強。

　　(5)反沖洗時，濾料微膨脹，可減少濾池深度，土建費用較虹吸濾池省。

　　(1)設(shè)備費用、運行電耗較其他型濾池高。

　　(2)土建施工技術(shù)要求高。

　　(3)反沖洗水量較大(占產(chǎn)水量2.6%，其中

　　待濾水占1.27%，濾后水占1.33%)。

　　翻板濾池

　　(1)采用雙層濾料，濾料含污能力強。

　　(2)采用氣水反沖洗，由于反沖洗時關(guān)閉排泥水閥，高速反洗，反沖洗效果好，耗水量少(按反沖洗周期24h計，反沖洗水量僅占產(chǎn)水量1.56%)。

　　(3)土建結(jié)構(gòu)簡單，投資較省，施工方便。

　　(4)反沖洗時不會出現(xiàn)濾料流失現(xiàn)象。

　　(5)運行自動化程度高，便于管理。

　　(1)設(shè)備較多，一次投資較大。虹吸濾池

　　(1)進(jìn)水、出水采用虹吸管，取代了進(jìn)、出水大型閥門。

　　(2)虹吸濾池運行由水力自動控制，運行、管理較方便。

　　(3)虹吸濾池不需要反沖洗水泵、鼓風(fēng)機等設(shè)備，設(shè)備費用、運行電耗較V型濾池、翻板濾池省。

　　(4)采用雙層濾料，濾料含污能力較強。

　　(1)池深大，土建費用高。

　　(2)反沖洗耗水量大(占產(chǎn)水量3.8%)。

　　(3)反沖洗效果較氣水反沖洗濾池差。

　　●曝氣生物濾池

　　這是一種新型生物膜法污水處理工藝。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用，其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運行能耗低，運行費用省。曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機負(fù)荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點，但它對進(jìn)水SS要求較嚴(yán)(一般要求SS≤100 mg/L，最好SS≤60 mg/L)，因此對進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍較為廣泛，其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的功能。但根據(jù)目前的研究和應(yīng)用情況，仍有好多問題有待研究：生物膜的特點及其快速啟動的方式;生物氧化功能和過濾功能之間的相互關(guān)系;反沖洗過程中生物膜的脫落規(guī)律;進(jìn)一步拓寬曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍，研究其在水處理問題中如何與其他工藝相結(jié)合;它的核心介質(zhì)——濾料的研究與生產(chǎn)的國產(chǎn)化將會促進(jìn)該工藝在國內(nèi)的應(yīng)用。

　　●纖維轉(zhuǎn)盤濾池

　　纖維轉(zhuǎn)盤濾池的作用在于去除污水中以懸浮狀態(tài)存在的各種雜質(zhì)，提高污水處理廠出水水質(zhì)，使處理水SS達(dá)標(biāo)。纖維轉(zhuǎn)盤濾池結(jié)構(gòu)由用于支撐濾布的垂直安裝于中央集水管的平行過濾轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來組成。一套裝置過濾轉(zhuǎn)盤數(shù)量一般為2～20個，每個過濾轉(zhuǎn)盤是由6小塊扇形組合而成。過濾轉(zhuǎn)盤由防腐材料組成，每片過濾轉(zhuǎn)盤外包有濾布。反沖洗裝置由反洗水泵、反抽吸裝置及閥門組成，排泥裝置由排泥管、排泥泵及閥門組成，排泥泵與反洗水泵為同一水泵。

　　纖維轉(zhuǎn)盤濾池的過濾介質(zhì)是纖維毛濾布，它是由有機纖維堆織而成，其絨毛狀表面由尼龍纖維織成，同時以聚酯纖維做為支撐體。在干燥狀態(tài)下，纖維毛呈直立狀態(tài)，浸濕后，纖維毛便會耷拉下來，形成濾布介質(zhì)有3～5 mm的有效過濾深度，且當(dāng)量孔徑只有10 ym，可以使固體粒子在有效過濾厚度中與過濾介質(zhì)充分接觸，將超過尺寸的粒子俘獲。濾布的深度能夠存儲俘獲的粒子，減小反沖洗流量，同時還可減少正常運行時水頭損失。在反洗狀態(tài)下，與反抽吸裝置相靠近的纖維毛又會直立起來，方便纖維毛中的雜質(zhì)排出，可以清洗徹底。

　　纖維轉(zhuǎn)盤濾池的運行狀態(tài)包括：過濾、反沖洗、排泥狀態(tài)。

　　◆過濾：外進(jìn)內(nèi)出，污水重力流進(jìn)入濾池，使濾盤全部浸沒在污水中。為了使各濾池布水均勻并且使進(jìn)水盡

　　量產(chǎn)生低擾動，在濾池中設(shè)有布水堰。污水通過濾布過濾，過濾液通過中空管收集后，重力流通過出水堰排出濾池。整個運行過程中過濾均為連續(xù)的，即便在反沖洗過程中，過濾仍在進(jìn)行。

　　◆清洗：過濾中部分污泥吸附于纖維毛濾布中，逐漸形成污泥層。隨著濾布上污泥的積聚，濾布過濾阻力增加，濾池水位逐漸升高。通過設(shè)置在濾池內(nèi)的壓力傳感器監(jiān)測池內(nèi)液位變化，當(dāng)該池內(nèi)液位到達(dá)清洗設(shè)定值(高水位)時，PLC即可啟動反洗泵，開始清洗過程。反洗時間和周期可以調(diào)整。濾布上的污泥通過反抽吸裝置，經(jīng)由反洗水泵，排出濾池體外進(jìn)入廠區(qū)排水系統(tǒng)。清洗時，濾池可連續(xù)過濾。

　　過濾期間，過濾轉(zhuǎn)盤處于靜態(tài)，有利于污泥的池底沉積。清洗期間，過濾轉(zhuǎn)盤以0.5～1 r/min的速度旋轉(zhuǎn)。反洗水泵負(fù)壓抽吸濾布表面，吸除濾布上積聚的污泥顆粒，過濾轉(zhuǎn)盤內(nèi)的水自里向外被同時抽吸，并對濾布起清洗作用。瞬時沖洗面積僅占全過濾轉(zhuǎn)盤面積的1%左右。反沖洗過程為間歇。正常清洗時，2個過濾轉(zhuǎn)盤為一組，每次清洗一組濾盤，通過自動切換抽吸泵管道上的電動閥控制，纖維轉(zhuǎn)盤濾池一個完整的清洗過程中各組的清洗交替進(jìn)行，其間抽吸泵的工作是連續(xù)的。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)突然惡化，反沖洗周期≤15 min時，系統(tǒng)將啟動應(yīng)急措施，同時啟動2～4臺反沖洗泵，對2～4組過濾轉(zhuǎn)盤(4～8個轉(zhuǎn)盤)進(jìn)行反沖洗，直到反沖洗周期恢復(fù)正常。

　　◆排泥：纖維轉(zhuǎn)盤濾池的過濾轉(zhuǎn)盤下設(shè)有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉積減少了濾布上的污泥量，可延長過濾時間，減少反洗水量。經(jīng)過一設(shè)定的時間段，PLC啟動排泥泵，通過池底穿孔排泥管將污泥回流至廠區(qū)排水系統(tǒng)。其中，排泥間隔時間及排泥歷時可予以調(diào)整。

　　另外，濾池前的處理系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可啟動排泥系統(tǒng)以發(fā)揮清空濾池的作用。

　　“內(nèi)進(jìn)水”與“外進(jìn)水”轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備分析比較

　　轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備目前主要分兩類，一類為所謂的“內(nèi)進(jìn)水轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備”，為污水從內(nèi)往外流，即污水由中心管流入，通過濾盤過濾后流入濾池池體內(nèi)，琥珀轉(zhuǎn)盤濾池、西門子轉(zhuǎn)盤濾池、海樂轉(zhuǎn)盤濾池和NORDIC轉(zhuǎn)盤濾池就屬于“內(nèi)進(jìn)水”過濾設(shè)備;另一類為所謂的“外進(jìn)水轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備”，為污水由外向內(nèi)流，即污水先流入濾池池體，通過濾盤過濾后流入中心管出水。上面介紹的纖維轉(zhuǎn)盤濾池就屬于“外進(jìn)水”過濾設(shè)備。

　　“內(nèi)進(jìn)水”與“外進(jìn)水”轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備工作方式：

　　“內(nèi)進(jìn)水”過濾設(shè)備是按照轉(zhuǎn)鼓過濾方式進(jìn)行工作，機械是由一系列水平安裝并可旋轉(zhuǎn)的過濾轉(zhuǎn)盤構(gòu)成，轉(zhuǎn)盤安裝在中央管軸之上，正常運行時，浸泡體積只有40%，反洗時最大水浸泡體積可達(dá)60%，每轉(zhuǎn)盤由各單一不銹鋼組件組成，組件表面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，污水從內(nèi)向外穿流過濾，然后過濾液體從機械的端部流出，過濾其間，轉(zhuǎn)盤開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，在重力作用之下固體物質(zhì)沉積在篩網(wǎng)之上，隨著過濾時間的延長，的固體物質(zhì)所覆蓋。這一現(xiàn)象會導(dǎo)致壓力差上升，在到達(dá)預(yù)先設(shè)置的最大壓力差時，轉(zhuǎn)盤開始緩慢旋轉(zhuǎn)，沖洗棒按一定節(jié)奏對過濾面上沉積固體物質(zhì)進(jìn)行清理，通過一水泵，將過濾處理后的水向噴頭提供沖洗水，沖洗射流溶解固體物質(zhì)，通過組件之下安裝的泥漿料斗將反沖洗水排出箱體，在清理過程時，污水過濾過程不會中斷。為將濾盤沖洗干凈，反沖洗泵揚程較高，一般為60～70 m。

　　“外進(jìn)水”過濾設(shè)備在過濾操作中，水進(jìn)入主水箱并通過濾布進(jìn)入中央集水管中，隨著固體物在濾布表面及內(nèi)部的不斷積累，流動阻力或水頭損失隨之增加。當(dāng)通過濾布的水頭損失增加并達(dá)到預(yù)先設(shè)定水位時，轉(zhuǎn)盤需要進(jìn)行反洗。反洗開始后，轉(zhuǎn)盤保持在浸沒狀態(tài)，并以一定的速度轉(zhuǎn)動，設(shè)于轉(zhuǎn)盤兩側(cè)與排泥泵相連的真空吸入裝置將濾后水從其集水管內(nèi)抽出，并使之通過濾布進(jìn)入真空裝置，而轉(zhuǎn)盤不停旋轉(zhuǎn)，通過這種逆向流動可去除截留于濾布表面及內(nèi)部的顆粒。另外，過濾轉(zhuǎn)盤下設(shè)有斗形池底，有利于池底污泥的收集。只需根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整排泥周期，啟動排泥泵通過池底排泥管將污泥排出。

　　(1)內(nèi)進(jìn)水的過濾介質(zhì)是由聚酯或不銹鋼絲編織而成，間隙不均勻，其號稱間隙為10 ym，實際上其間隙在顯微鏡下檢測達(dá)30 LLm以上。所謂的內(nèi)進(jìn)水的轉(zhuǎn)盤過濾設(shè)備實際上就是一種超細(xì)格柵(其早期圖紙上的名稱就叫超細(xì)格柵)。

　　(2)內(nèi)進(jìn)水的過濾介質(zhì)間隙達(dá)30I.Lm以上，又不均勻，所以其過濾精度差，據(jù)用戶檢測結(jié)果顯示有近一半的數(shù)據(jù)SS都超過了10 mg/L，平均值勉強低于10 mg/L; SS不能小于5 mg/L這對加藥后除磷達(dá)標(biāo)很不利。

　　(3)內(nèi)進(jìn)水對于原來水中的漂浮物如塑料布、樹葉等根本無法去除，最終會堵塞在進(jìn)水管中。

　　(4)據(jù)流體力學(xué)介紹，間隙小于30 hcm沖洗的'有效水量僅為反洗總水量的1/5左右，到間隙為10rl,m沖洗的有效水量僅為反洗總水量的1/10左右，且很難保證沖洗水量的均勻分配。間隙在10～30 ym的網(wǎng)狀濾布，由于經(jīng)緯線的交錯作用極易掛住纖維等絲狀雜物，這為藻類的生長又提供了很好的落腳點，高壓沖洗基本不可能把這些東西沖走，時間一長就會越長越多。無錫某污水處理廠用了內(nèi)進(jìn)水的設(shè)備僅半年就要定期用高壓水槍進(jìn)行人工輔助清洗。

　　(5)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備配備的反沖洗水泵功率是同處理量外進(jìn)水過濾設(shè)備的30～40倍，反洗頻率是10～30倍，其耗電量和耗水量都要大得多。

　　(6)因為要反沖洗濾布的外面不能設(shè)支撐，所以內(nèi)進(jìn)水設(shè)備的單盤分的塊數(shù)要比外進(jìn)水的多一倍以上達(dá)到14塊(外進(jìn)水只有6塊)，濾盤上濾布有效的過濾面積要低10%左右。

　　(7)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備是從中心管內(nèi)進(jìn)水，反沖洗水也要從中心管出來，其最高的水位不能高于反沖洗水的出水槽，所以內(nèi)進(jìn)水設(shè)備的過濾液位在其盤片上大部分時間在40%的面積上，一到50%左右馬上就得反洗。因此內(nèi)進(jìn)水設(shè)備過濾面積的計算考慮到其中心管面積和每塊的角鐵支撐面積其過濾面積不會超過濾盤總面積的40%。

　　(8)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備的反沖洗水取之過濾后的水，其噴嘴的間隙很小，時間一長有堵塞的現(xiàn)象，如不能及時發(fā)現(xiàn)更換，濾布沒有被清洗的這個圓環(huán)面就會堵塞的很嚴(yán)重，就是換上好的噴嘴也清洗不掉。

　　(9)內(nèi)進(jìn)水反沖洗水取之過濾后的水，這與砂濾池相同，萬一發(fā)生前端的工藝事故，沒有了濾后水或需要連續(xù)反沖洗濾后水不夠的情況下，就很難恢復(fù)使用。

　　(10)由于內(nèi)進(jìn)水設(shè)備的浸沒面積只有40%左右，所以相同處理量需要的設(shè)備臺數(shù)和盤數(shù)要多很多，占地面積也要大1倍左右。

　　(11)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備中的多臺設(shè)備的工藝布置不合理，每臺設(shè)備僅用一個閘門來調(diào)節(jié)，很難做到配水的均勻。由于沒有堰口的跌落，各臺設(shè)備池內(nèi)的水位高度都一樣，由于制造的誤差，每臺設(shè)備池內(nèi)的液位計不可能調(diào)到一致，當(dāng)一臺設(shè)備反洗時液位下降就會影響其它池內(nèi)的液位，不能保證每臺設(shè)備獨立工作，就會有個別臺數(shù)的設(shè)備總也達(dá)不到設(shè)定的反洗液位，造成個別設(shè)備最終失去過濾的功能。

　　(12)經(jīng)過在濾池進(jìn)行的物化除磷試驗顯示，由于絮凝劑的加入，增加了污水的粘性，使得沖洗的有效水量僅為反洗總水量的1/20，而其濾布30 ym左右的孔隙不可改變，因此濾盤的清洗效果差，反洗頻率迅速加大。

　　(13)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備，濾盤需要定期化學(xué)清洗，采用鹽酸或硫酸，并配合次氯酸鈉，以清除濾盤的有機垢和無機垢。

　　(14)內(nèi)進(jìn)水設(shè)備附屬的泵閥等設(shè)備質(zhì)量較差，有腐蝕現(xiàn)象。

　　(15)部分反洗管道外露，由于反洗是間歇運行的，如果在寒冷地區(qū)運用的話，存在冰凍問題，易將管道、閥門等凍裂。

　　目前國內(nèi)下水道內(nèi)的污物極多，很多生活垃圾都進(jìn)入下水道，最終進(jìn)入污水處理廠，雖然經(jīng)過了廠區(qū)的預(yù)處理以及生化沉淀等過程，但仍有一些物質(zhì)漂浮水面，特別是預(yù)處理效果不好的一些廠區(qū)，情況就更嚴(yán)重。它們對過濾系統(tǒng)的影響和破壞是不可忽視的，對相應(yīng)的維護(hù)、維修問題影響巨大，事關(guān)運行的安全性、穩(wěn)定性。

　　“外進(jìn)水”過濾形式為外進(jìn)內(nèi)出，即污水先進(jìn)入濾池，過濾后的污水進(jìn)入中心管，這樣，濾前水中即使有較大的漂浮物，對濾池運行的影響也很少。一方面可以人工打撈，另一方面可以通過反抽吸系統(tǒng)排出濾池。而如果這些物質(zhì)進(jìn)入“內(nèi)進(jìn)水”的濾池，布條、塑料袋等污物將堵在濾盤內(nèi)部，無法取出，后果不堪設(shè)想，必須要將盤片卸下后清洗才能解決。

　　除塑料袋等漂浮物外，在污水處理廠運行過程中其他事故也不可避免。如，由于空氣閥門損壞，二沉池的翻泥等，此時活性污泥(其SS濃度將高達(dá)3 000～4 000 mg/L)將流入濾池。對于“外進(jìn)水”轉(zhuǎn)盤濾池來說，可以通過池底的排泥管，2h之內(nèi)就可以清洗干凈，恢復(fù)生產(chǎn)。但這樣的事故一旦發(fā)生，對于“內(nèi)進(jìn)水”轉(zhuǎn)盤濾池來說，后果將不堪設(shè)想，反沖洗根本無法將這些泥水排出，必須要將盤片卸下后清洗�？偨Y(jié)纖維轉(zhuǎn)盤濾池的獨特設(shè)計，其具有以下優(yōu)勢：

　　(1)出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷強;

　　(2)占地面積小;

　　(3)設(shè)備閑置率低，總裝機功率低;

　　(4)反洗水量小，對前處理工藝影響小;

　　(5)清洗徹底，無需預(yù)加氯;

　　(6)運行自動化;

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