D型濾池在污水處理廠中應(yīng)用的工藝原理

文_何亞鵬 瀚藍(lán)環(huán)境股份有限公司

1 D型濾池的簡介

D型濾池是采用新型的彗星式纖維濾料取代傳統(tǒng)石英砂濾池的新技術(shù)，主要采用的是彗星式纖維濾料（如圖1所示），該濾料既具有沖洗容易，可重力自適應(yīng)形成濾床的優(yōu)勢，又有纖維濾料精度高，納污能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此被稱為“長毛的砂子”，是污水處理廠提標(biāo)改造的首選。D型濾池還擁有部分自主研發(fā)的部件，例如阻力配水系統(tǒng)，長柄濾頭以及恒水或者變水位過濾方式等，有效地保障了D型濾池的高濾速及高去除濾，同時(shí)也鞏固了D型濾池納污能力強(qiáng)及反沖洗容易等優(yōu)勢。

圖1 D型濾池彗星式纖維濾料

在過濾時(shí)，濾層孔隙度沿水流動(dòng)方向逐漸縮小，密度逐漸增大，相應(yīng)濾層孔隙直徑逐漸減小，深層過濾效果較好。當(dāng)濾層被污染需清洗再生時(shí)，采用氣水混合擦洗的工藝和復(fù)合纖維濾料，可有效恢復(fù)濾料的過濾性能。D型濾池的控制可采用手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種方式，可根據(jù)用戶需要制定。采用先進(jìn)的配水配氣系統(tǒng)，徹底避免了反洗時(shí)配水配氣的不均勻，其特有的高強(qiáng)度攔截裝置，可保證濾料在反沖洗時(shí)不會流失；反沖洗耗水率低（1%～2%），運(yùn)行費(fèi)用較低。具有鋼制和混凝土兩種殼體，圓形和方形兩種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)用戶和實(shí)際需要選擇，較大程度節(jié)約投資費(fèi)用，另外其抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，截污量大，一般為10～27.5kg/m3（濾料），遠(yuǎn)高于石英砂，能經(jīng)受短時(shí)間內(nèi)高濁度水的沖擊，而仍然保證出水水質(zhì)。由此可見，D型濾池具備傳統(tǒng)快濾池的主要優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)用了高效纖維過濾技術(shù)，多方面性能優(yōu)于傳統(tǒng)快濾池，是一種實(shí)用、新型、高效的濾池。

2 D型濾池的工藝說明

D型濾池在污水處理廠中的工藝環(huán)節(jié)如圖2所示。

圖2 D型濾池在污水處理廠中的工藝環(huán)節(jié)

如圖2所示，在污水處理整個(gè)工藝環(huán)節(jié)中，前端工藝出水流至D型濾池進(jìn)行過濾，去除水中的主要懸浮物和總磷，濾池出水進(jìn)入反洗水池用于濾池的反洗，其余水流至后續(xù)處理工藝。D型濾池的反洗廢水送入污水廠污泥處理系統(tǒng)，本方案中不作考慮。濾池采用氣水聯(lián)合反沖洗。反洗空氣由羅茨風(fēng)機(jī)提供，反洗水來自反洗水池。D型濾池成為了前端污水出水與反洗水池中間的橋梁。

3 D型濾池的工作原理

D型濾池的工作原理是采用絮凝加藥裝置在原水經(jīng)增壓泵增壓后，往原水投加絮凝劑，經(jīng)過濾系統(tǒng)管路進(jìn)入D型濾池，絮凝劑均勻混合將原水中的細(xì)小固體顆粒懸浮物在折板反應(yīng)池進(jìn)行微絮凝反應(yīng)，快速生成體積大于的絮體，在D型濾池內(nèi)經(jīng)863濾料過濾被截留，清水經(jīng)過濾器底部出水管流出。其中所提的863濾料是一種新型的過濾材料，它采用理論物理學(xué)原理——非線性科學(xué)的分形結(jié)構(gòu)理論來指導(dǎo)設(shè)計(jì)的，該濾料最顯著的特征是其不對稱結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)。它既具有纖維濾料過濾精度高和截污量大的優(yōu)點(diǎn)，又具有顆粒濾料反沖洗洗凈度高和耗水量少的優(yōu)點(diǎn)，由該濾料形成的濾床空隙率分布接近理想濾料的結(jié)構(gòu)。在該濾床的橫斷面（水平）上空隙率分布均勻，確保了過濾時(shí)水流通道大小的一致性，其直接效果是截污量均勻，水流短路現(xiàn)象得以避免。在該濾床的縱斷面（垂直）空隙率分布由上至下逐漸減少，空隙率沿濾床縱斷面呈上大下小的梯度分布，該結(jié)構(gòu)十分有利于水中固體懸浮物的有效分離，即濾床上部脫附的顆粒很容易在下部窄通道的濾床中被捕獲而截留。正因?yàn)?63濾料組成的濾床所具有的獨(dú)特性，因此D型濾池得以實(shí)現(xiàn)高速和高精度的過濾。

4 D型濾池的過濾階段

4.1 初濾階段

初濾階段主要是將濾池的“原水進(jìn)水方閥門”和“初濾出水閥門”處于全開狀態(tài)，“清水出水閥門”“反沖進(jìn)水閥門”“反沖排污閘門”“反沖進(jìn)氣閥門”處于全關(guān)狀態(tài)，初濾運(yùn)行3～5min（視水質(zhì)情況而定）后，停止初濾，進(jìn)入下一階段過濾工藝。

4.2 過濾階段

過濾階段是將濾池的“原水進(jìn)水方閥門”和“清水出水閥門”處于全開狀態(tài)，“初濾出水閥門”“反沖進(jìn)水閥門”“反沖排污閘門”“反沖進(jìn)氣閥門”處于全關(guān)狀態(tài)，運(yùn)行6～12h或?yàn)V池水位到達(dá)智能設(shè)定的最高過濾水位（視水質(zhì)情況而定）后，停止過濾，進(jìn)入下一階段氣沖工藝。

4.3 氣沖階段

氣沖階段是待濾池自動(dòng)收到反沖洗信號或手動(dòng)反沖洗濾池時(shí)（反沖洗程序啟動(dòng)）時(shí)，關(guān)閉“原水進(jìn)水方閘門”， 同時(shí)打開“反沖洗排污閘門”。5min后關(guān)閉清水出水閥即啟動(dòng)反沖洗第一個(gè)程序—“氣沖”，開始對濾池進(jìn)行反沖洗，氣沖開始前先將濾池的“反沖進(jìn)氣閥門”“反沖排污閥門”“原水進(jìn)水閥門”處于全開狀態(tài)；“初濾出水閥門”“清水出水閥門”“反沖進(jìn)水閥門”處于全關(guān)狀態(tài)，待應(yīng)開的閥門全開，應(yīng)關(guān)的閥門全關(guān)后，再開啟“反沖洗風(fēng)機(jī)”對濾池進(jìn)行氣沖，運(yùn)行8～15min后，進(jìn)入下一階段氣水沖工藝。

4.4 氣水沖階段

氣水沖是將濾池的“反沖進(jìn)氣閥門”“反沖排污閘門”“反沖進(jìn)水閥門”處于全開狀態(tài)，“原水進(jìn)水閥門”“初濾出水閥門”“清水出水閥門”處于全關(guān)狀態(tài)，待應(yīng)開的閥門全開，應(yīng)關(guān)的閥門全關(guān)后，開啟“反沖洗風(fēng)機(jī)”和“反沖洗水泵”對濾池進(jìn)行氣水沖，運(yùn)行8～10min后，進(jìn)入下一階段水沖工藝。

4.5 水沖階段

水沖階段是將濾池的“反沖進(jìn)水閥門”“反沖排污閥門”處于全開狀態(tài)，“原水進(jìn)水閥門”“初濾出水閥門”“清水出水閥門”、“反沖進(jìn)氣閥門”處于全關(guān)狀態(tài)，待應(yīng)開的閥門全開，應(yīng)關(guān)的閥門全關(guān)后，開啟 “反沖洗水泵”對濾池進(jìn)行水沖，運(yùn)行約3～5min后，此時(shí)一個(gè)循環(huán)過程完成，其循環(huán)過程為“初濾（3～5min）—過濾（6～12h）—?dú)鉀_（8～15min）—?dú)馑疀_（8～10min）—水沖（3～5min）—初濾”（注：以上時(shí)間視進(jìn)水水質(zhì)情況調(diào)節(jié)，僅供參考）。

5 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平逐漸提升，促使城市化進(jìn)程不斷加快，城市生活污水產(chǎn)量不斷增加，推動(dòng)城市生活污水處理廠提標(biāo)改造，因此我國應(yīng)在污水處理廠技改方面投入了大量的人力、物力及資金。在污水處理廠提標(biāo)改造的過程中，D型濾池被使用得非常廣泛。

本文以某污水廠（一期）項(xiàng)目為例，重點(diǎn)對D型濾池的工作原理進(jìn)行了說明，特別是D型濾池在污水處理廠中的地位及作用以及D型濾池的工作原理，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了D型濾池在工作過程中，初濾、過濾、氣沖、氣水沖，水沖等5個(gè)階段，并且著重分析了每個(gè)階段的注意事項(xiàng)及工作原理，這5個(gè)階段各注意的事項(xiàng)不同，停留時(shí)間也有所差異，是D型濾池在工作過程中最為重要的部分。本文對D型濾池工作原理的說明，以期為后期污水處理廠工程建設(shè)提供一定的理論指導(dǎo)。