城鎮(zhèn)污水廠三級(jí)處理工藝方案的選擇研究

湯 磊

武漢市水務(wù)集團(tuán)有限公司 湖北 武漢 430034

正文：

一、 高效斜管沉淀工藝

在傳統(tǒng)的平流沉淀池水處理的工藝條件下吸收非穩(wěn)態(tài)混凝、絮凝加速和淺池等現(xiàn)代化的水處理理論，把這三個(gè)過(guò)程進(jìn)行融合和優(yōu)化，從而提升傳統(tǒng)水處理效率。高效斜管沉淀池與普通沉淀池相比，具有水力負(fù)荷高、占地面積更小的工藝特點(diǎn)，在一定的沉淀池面積條件下，斜管沉淀效率是傳統(tǒng)的10倍左右，而且啟動(dòng)時(shí)間比較短。高效斜管沉淀工藝通過(guò)不同藥劑的投加，不僅可以去除部分懸浮物和碳污染物，而且還可以去除大部分磷，保證使出水達(dá)標(biāo)。

二、高效纖維過(guò)濾器工藝

高效纖維過(guò)濾器由濾元、框架結(jié)構(gòu)、水系統(tǒng)等部分組成，水由下而上通過(guò)濾層。通過(guò)PLC控制，過(guò)濾和反沖洗可以用PLC控制自動(dòng)切換。濾元采用束狀纖維，濾料的直徑可達(dá)幾個(gè)微米，而且比表面積大、過(guò)濾的阻力小，過(guò)濾的精度受制于濾料的粒徑。而大的比表面積，致使表面的自由能大，濾料還具備吸附雜質(zhì)顆粒的能力，從而提高了過(guò)濾的效率。通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的特殊裝置調(diào)節(jié)纖維的密度，利用水力來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，過(guò)濾時(shí)濾層空隙度沿水流動(dòng)方向逐漸縮小，密度逐漸增大，實(shí)現(xiàn)深層過(guò)濾；反洗時(shí)濾層放松，纖維濾料恢復(fù)自由狀態(tài)，通過(guò)水、氣混合擦洗，可有效地恢復(fù)濾元的過(guò)濾性能。

該過(guò)濾器具有深層過(guò)濾效果，過(guò)濾速度快，可以達(dá)到30m/h，從而可以減小總過(guò)濾面積。但由于過(guò)濾器內(nèi)部配水系統(tǒng)的限制，目前罐體直徑一般不超過(guò)3.0m。

三、纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾工藝

纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池的工藝過(guò)程包括過(guò)濾、反沖洗（清洗）以及排泥。

1）過(guò)濾

污水依靠重力進(jìn)入濾池，濾池中設(shè)置有布水圍擋。濾布采用的是全淹沒(méi)式，污水在重力的作用下通過(guò)濾布，濾布表面具有的纖維編織毛絨形成有序的倒伏層，在水壓的作用下形成了過(guò)濾精度為10微米的過(guò)濾間隙，SS顆粒則被毛絨濾布有效的截留。濾后水在濾盤(pán)內(nèi)外的壓力差作用下，透過(guò)濾盤(pán)進(jìn)入中心管，污泥一部分被濾布截留在表面，另一部分則沉淀在濾池底部，濾后水依靠重力通過(guò)出水堰排出濾池。過(guò)濾的期間，濾盤(pán)始終處于穩(wěn)態(tài)，這有利于污泥的沉積在池底，而且過(guò)濾為24h的連續(xù)過(guò)程。

2）反沖洗

過(guò)濾過(guò)程中大部分污泥吸附于濾布外側(cè)，逐漸形成污泥層。隨著污泥在濾布上不斷的堆積，堵塞濾孔，使得濾布的過(guò)濾阻力逐漸增加，從而導(dǎo)致濾池的水位不斷升高。通過(guò)投入式液位計(jì)可以測(cè)得池中的液面高度。當(dāng)濾池中水位到達(dá)反沖洗的設(shè)定值時(shí)， PLC啟動(dòng)反沖洗閥和反沖洗泵進(jìn)行反沖洗。

3）排泥

過(guò)濾器的濾盤(pán)下安裝有斗形污泥的收集池。污泥在收集池內(nèi)沉積，防止污泥堵塞濾布，增加了過(guò)濾時(shí)間，節(jié)約清洗濾布的水量，降低了清洗濾布的次數(shù)，減緩吸盤(pán)對(duì)濾布的磨損，延長(zhǎng)了濾布使用壽命。

纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池的優(yōu)點(diǎn)是可以不間斷過(guò)濾，有效的過(guò)濾面積大，而且占地面積??；設(shè)備簡(jiǎn)單緊湊，總裝機(jī)功率低，運(yùn)行費(fèi)用低。

四、 活性砂過(guò)濾工藝

活性砂過(guò)濾系統(tǒng)是由混凝土池、進(jìn)水管、出水管、內(nèi)部過(guò)濾單元、錐型濾砂的導(dǎo)向裝置、沖洗水的出水管、彈性連接部件、空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。其中內(nèi)部過(guò)濾的單元包括水流分配器、洗砂裝置和空氣提升泵套管，而在過(guò)濾單元上部的是進(jìn)出水管和沖洗水出水管。

空氣提升泵將已經(jīng)使用過(guò)的濾料提升至過(guò)濾器頂部的洗砂器中，將活性砂中的污染物通過(guò)紊流的作用分離出來(lái)，再用清洗水沖洗排出。經(jīng)過(guò)凈化的活性砂利用自身重力回流至砂床，從而可以達(dá)到連續(xù)過(guò)濾的目的。因砂濾過(guò)程所截除的將主要是含有大量細(xì)菌、微生物等有機(jī)污染的絮凝體和大量膠體物質(zhì)，濾床截污后的粘度較大，這種情況易發(fā)生腐敗現(xiàn)象，所以在污水三級(jí)處理中一般會(huì)考慮使用表面沖洗能力較強(qiáng)的濾池，如V型濾池、移動(dòng)罩濾池。

活性砂過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)主要是反沖洗時(shí)過(guò)濾可以連續(xù)進(jìn)行，而無(wú)需停機(jī)，過(guò)濾效率高，不需要反沖洗水泵、風(fēng)機(jī)、沖洗水箱藝及閥門(mén)等設(shè)備；活性砂的過(guò)濾工藝是集混凝、沉淀和過(guò)濾于一體，縮短了工藝流程，減少了占地面積；運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低；對(duì)于高SS含量的廢水不需預(yù)處理（適用的廢水SS可達(dá)150mg/L）；采用單一均質(zhì)濾料，無(wú)須級(jí)配層；濾料可以被連續(xù)的清洗，過(guò)濾效果好，沒(méi)有初濾液的問(wèn)題；出水的水質(zhì)穩(wěn)定；適用于改擴(kuò)建工程。

目前，以上幾種深度處理工藝在污水處理廠進(jìn)行工藝改造中均得到廣泛的應(yīng)用。但高效斜管沉淀池很少單獨(dú)使用，需要在后面設(shè)置過(guò)濾器以保證出水SS效果。活性砂過(guò)濾器在使用中為了提高過(guò)濾效果并延長(zhǎng)反洗周期，通常在前端會(huì)設(shè)置混凝沉淀裝置。

五、三級(jí)處理工藝方案的選擇

鑒于多數(shù)污水處理廠用地面積緊張，新增的三級(jí)處理工藝布置在現(xiàn)況廠區(qū)范圍內(nèi)為首選。因此在選擇工藝時(shí)，首先考慮的是占地面積，而傳統(tǒng)的工藝無(wú)法滿足用地限制，不進(jìn)行考慮。

高效斜管沉淀工藝一般不單獨(dú)應(yīng)用，其工作原理仍然是通過(guò)改善出水懸浮物的沉降性能和提高沉淀效率來(lái)達(dá)到去除目的，通常后面還需設(shè)置過(guò)濾器以保證穩(wěn)定的出水質(zhì)量，也不進(jìn)行考慮。

就目前情況，大多數(shù)污水廠二級(jí)處理出水水質(zhì)接近一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，但還不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因此一般考慮采用絮凝過(guò)濾（絮凝+過(guò)濾）、微絮凝（混合+過(guò)濾）或直接過(guò)濾的深度處理方式。

高效纖維過(guò)濾器、纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池和砂濾池從占地面積上（僅主工藝，未包括附屬建筑），只有纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池可以滿足要求。另外纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池與其他兩個(gè)工藝相比，不需要曝氣設(shè)備，不需要提升泵，水頭損失更小，可以充分利用現(xiàn)況二沉池與消毒池之間的液位差，減少運(yùn)行電耗。

結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析，纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾工藝在占地上可以滿足大多數(shù)污水廠三級(jí)處理工藝的升級(jí)改造需要，且具有工藝成熟穩(wěn)妥、運(yùn)行管理及維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，故纖維轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾工藝作為污水廠三級(jí)處理的推薦方案。