淺析纖維濾布濾池

蔡強，鄧啟家，孟薇，李紅松

（合肥通用環(huán)境控制技術(shù)有限責任公司，安徽 合肥 230000）

淺析纖維濾布濾池

蔡強，鄧啟家，孟薇，李紅松

（合肥通用環(huán)境控制技術(shù)有限責任公司，安徽 合肥 230000）

纖維濾布濾池是目前世界上最先進的過濾裝置之一，采用纖維濾布作為過濾介質(zhì)，以替代傳統(tǒng)的砂濾池，主要應(yīng)用于污水廠提標改造、再生水回用工程以及其它污水處理工程的過濾工藝。在污水處理廠提標改造工程中，結(jié)合化學除磷處理措施，可使出水從一級B提升到一級A標準，滿足污水處理廠的提標改造要求。經(jīng)過多年發(fā)展和實踐，纖維濾布濾池也在不斷改良改進。

纖維束濾池；轉(zhuǎn)盤濾布濾池；立式濾布濾池

在對污水排放標準以及中水深度回用提出了更加嚴格要求的背景下，濾布濾池得以快速發(fā)展，通過對傳統(tǒng)過濾方式和結(jié)構(gòu)原理的改革和創(chuàng)新，濾布濾池已成為滿足一定水準的節(jié)能新技術(shù)和新產(chǎn)品，并且嚴格符合國家節(jié)能減排政策，因此得以廣泛的應(yīng)用于我國市政污水處理項目中。根據(jù)濾布濾池組裝結(jié)構(gòu)不同，可簡單分為纖維束濾池、轉(zhuǎn)盤濾池、立式豎片濾池三個型式；從各工程實際運行情況來看，經(jīng)濾布濾池處理后的污水均能夠滿足國家一級A排放標準以及再生水回用的要求。本文就以上三類濾池簡要分析各自特點。

圖1

1 纖維束濾池

高效纖維束濾池是依靠水重力流過濾式濾池，濾元為軟填料即纖維束，微米級濾料纖維束單絲直徑在幾十微米甚至幾微米之間，因此具有較大的比表面積和表面自由能（d50：80000m2/m3），通過加大待過濾介質(zhì)與濾元的接觸和濾元的吸附能力提高過濾效率和截污容量。纖維濾池內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由濾料層、上下濾板、上下濾板支撐及緊固件、纖維束密度調(diào)節(jié)整定裝置、布氣及布水裝置等組成，如圖1所示。

濾池設(shè)計時，在內(nèi)設(shè)有密度調(diào)節(jié)整定裝置，通過纖維濾料的伸縮調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮纖維濾料接觸和吸附功能。當濾層壓縮時，因纖維束密度的漸增，濾層孔隙直徑漸小達到深層過濾。而濾層截污達到容量需要反沖洗時，在泵反沖洗水的作用下，濾層纖維束被沖洗放松恢復到蓬松狀態(tài)，此時，再結(jié)合氣水混合沖洗，將濾層中過濾截留的雜物沖洗而出，沖洗結(jié)束后，即可恢復系統(tǒng)過濾功能。一般設(shè)計時，系統(tǒng)的反沖洗過程依次分為水沖洗—氣水混合沖洗—水沖洗的工藝。選用此方案清洗效率高，如無特殊情況（如運行事故、過濾物濃度負載過大等）不需用藥劑浸泡清洗。

綜上所述，纖維束濾池的特點：濾元纖維束可通過壓縮調(diào)整自由控制濾層密度，截污容量可調(diào)節(jié)；纖維束濾料比表面積相對比較大，孔隙多，因此可有更快的過濾速度；系統(tǒng)工作過程中，濾料成床速度快，通過水流及自重可快速的將濾層壓縮至需要的密度（可調(diào)節(jié)）；在反沖洗時，濾料能夠被充分松弛，而高強度的氣洗也保證了最佳清洗效果；濾元自身具有較強的抗污性，同時通過脈動清洗又能快速清潔，無特殊事故下不需定期人工清洗或者藥劑浸泡清洗；纖維束濾料壽命長，正常10年內(nèi)無需補充或更換，日常維護和運行成本較低。

2 轉(zhuǎn)盤濾布濾池

纖維轉(zhuǎn)盤濾池的轉(zhuǎn)盤外毛濾布是由有機纖維堆織而成，其絨毛狀表面為尼龍纖維織成，支撐體為聚酯纖維。在干燥狀態(tài)下，絨毛呈直立狀態(tài)，進水浸濕后，絨毛垂下形成3～5mm的有效介質(zhì)過濾深度，當量孔徑只有10微米。濾布的有效深度作用：一能夠存儲過濾雜質(zhì)，二可減小反沖洗用水量，三減少正常運行時的水頭損失。而在反沖洗狀態(tài)下，絨毛又會呈直立狀態(tài)，絨毛中的雜質(zhì)可以較容易排出，因此清洗徹底。纖維絨毛狀態(tài)情況如圖2所示。

圖2 纖維絨毛狀態(tài)情況

轉(zhuǎn)盤濾池整體由約為2～20個平行的過濾轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來組成，每個轉(zhuǎn)盤分別是由4或6小塊扇形組合而成，轉(zhuǎn)盤外包裹纖維絨毛濾布，轉(zhuǎn)盤固定在中央集水管上，過濾轉(zhuǎn)盤內(nèi)都為防腐材料。反沖洗水泵、反抽吸裝置以及配套管路閥門等組成反沖洗系統(tǒng)；排泥泵、排泥管道以及管路閥門組成排泥系統(tǒng)；轉(zhuǎn)盤濾池系統(tǒng)中，排泥泵與反沖洗水泵為共用水泵，如圖3。

圖3 纖維轉(zhuǎn)盤濾池剖面圖

纖維轉(zhuǎn)盤濾池的流程包括：平流過濾、反沖洗清潔和排泥。其特點有過濾連續(xù)，出水水質(zhì)好，耐沖擊負荷；同等過濾面積情況下，系統(tǒng)占地面積小；反沖洗所需水量小，返回均勻，不會對前端處理和過濾工藝產(chǎn)生影響；泵高壓反沖洗徹底，使得藻類及微生物滋生困難，因此可以不用考慮預(yù)加氯；外進內(nèi)出的設(shè)計，使得漂浮物對系統(tǒng)影響小，同時附屬設(shè)備少，維護簡單方便；外進內(nèi)出的設(shè)計，使得前端污泥事故對濾布的影響較小，通過反沖洗和排泥可以快速修復系統(tǒng)功能；采用模塊設(shè)計，連接口少且易安裝，因此設(shè)計和施工的周期都大大縮短。

3 立式豎片濾布濾池

立式纖維濾布濾池系統(tǒng)由豎片過濾裝置、反沖洗裝置、排泥裝置、行車驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)等構(gòu)成，分為過濾區(qū)、濾后水集水區(qū)和濾后水出水區(qū)三個主要區(qū)域。待濾水進入濾池，水流在靜水壓下從濾片兩側(cè)由外向內(nèi)地通過濾布進行過濾，濾后水由濾框中的小孔及底部的集水槽收集，最后通過出水堰溢入出水口排出。隨著過濾的進行，濾布表面懸浮物逐漸累積，過濾速度遞減，池內(nèi)水位逐漸上升，當上升到預(yù)定水位時，開始進行負壓抽吸清洗。清洗時豎式濾片固定不動，隨著沖洗行車的移動和吸泥泵的啟動，開始對濾片上的污泥進行線狀掃吸，吸出的泥水排出池外，行車來回移動一個行程后，濾布被清洗干凈。清洗過程中不停止過濾進程。主要結(jié)構(gòu)如圖4。

使用中可以發(fā)現(xiàn)立式豎片濾池的特點有：出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，出水SS≤5mg/l，濁度≤0．5～2NTU；設(shè)備簡潔緊湊，結(jié)構(gòu)合理，附屬設(shè)備少，總裝機功率低；全自動運行，可連續(xù)過濾，清洗時不停止過濾進程；過濾面積大，占地面積小，分別為傳統(tǒng)砂濾池的5～8倍和1/3～1/4，工程造價低；過濾組件標準化、模塊化設(shè)計，安裝、維護方便，擴展性強，擴容便利；各過濾模塊獨立出水，可根據(jù)需要監(jiān)測每個濾片的工作狀況，直接找出損壞部件；設(shè)備一體化設(shè)計，易于安裝施工；水頭損失小，僅為0．05～0．2m；運行能耗低，平均每噸水電耗低于0．0001kW·h；清洗水耗低，吸洗耗水率小于1%；耐沖擊負荷強，進水SS可高達40～60mg/L。

通過表1對三種濾布濾池結(jié)構(gòu)、原理進行了簡要闡述和分析對比，結(jié)合實際工程中的設(shè)計、投入以及使用效果，三類濾布濾池在規(guī)劃設(shè)計選擇時，可從下面幾點來參考。從造價成本上，纖維束濾池最高，豎片濾布濾池造價最低；從過濾精度上，從高到低依次是立式豎片濾池、纖維束濾池、轉(zhuǎn)盤濾布濾池；從運營費用上，從高到低依次是纖維束濾池、轉(zhuǎn)盤濾布濾池、立式豎片濾布濾池；從占地面積上，從高到低依次是纖維束濾池、轉(zhuǎn)盤濾布濾池、立式豎片濾布濾池。

表1

圖4

[1]馬小杰．濾布濾池在污水處理廠深度處理中的應(yīng)用[J]．中國市政工程，2010（3）:30-31．

[2]華海潔．高效纖維束濾池在污水廠深度處理中的應(yīng)用實例[J]．甘肅科技縱橫，2015．44(3):33～35．

[3]劉健生．簡介新型中水過濾設(shè)施——濾布濾池[J]．西南給排水，2004，26(1)：4～7．

X703

A

1671-0711（2017）09（上）-0138-03