关于立式纤维滤布滤池用于污水深度处理的探讨 摘要:纤维滤布滤池是污水处理厂深度处理的新型处理工艺,把沉淀与过滤整合于一个滤池内,主要去除SS(水中悬浮物),结合加药系统可以同步去除部分磷、浊度、COD等污染物常用的形式有转盘滤布滤池及立式滤布滤池本文以汕头南澳县后江污水处理厂为案例,论述立式纤维滤布滤池的运行原理与设计思路,解读其运行模式,并探讨具体运行的成效和应用场景关键词:立式纤维;滤布滤池;污水处理;提标改造滤布滤池技术是最近几年涌现的新型表层过滤技术,在技术层面上可取代以往的深床砂滤设施与过往的过滤技术相比,滤布滤池有着结构简单、水头损失小、体积小、设备模块化的优点,能够成为城镇污水处理厂提标改造或深化处理二级出水的水质再提升设施,其有着优越的经济性、广泛的使用性与确切的可行性此工艺被欧美一部分国家的污水处理厂当成城镇污水的再处理工艺广泛使用,以深度提升水质汕头南澳县后江污水处理厂提标改造采用“高效斜管沉淀+立式纤维滤布滤池”作为深度处理工艺,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准。
一、工程概况汕头南澳县后江污水处理厂原设计处理量为1.2万m3/d,出水指标为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,为满足县内日益增加的污水量处理需求及响应国家环保政策,于2018年立项进行提标改造处理,工程规模与污水厂原规模一致,出水标准提升为一级A标准,改造工艺采用“高效斜管沉淀池+立式滤布滤池”,项目于2020年完成环保验收并正式投入使用,系统稳定运行至今二、立式纤维滤布滤池系统介绍(一)滤池结构形式立式纤维滤池为重力流滤池,滤布为纤维编织毛绒滤布,过滤精度在十微米到几微米的范围内,在静水压作用下,水中的悬浮物被滤布有效截留,滤后水由滤框中的空隙及底部的出水管进入集水槽,最后通过出水堰溢流入出水口排出立式纤维滤池主要由由纤维过滤模块及滤水收集系统、清洗吸泥及移动桁车系统、排泥系统、反冲洗系统、控制系统等组成其中滤片包括专用纤维滤布和滤布支架反洗采用移动式线状吸洗,反洗期间过滤依然进行,洗过的断面可立即进入过滤状态二)工作原理立式纤维滤池的工作流程主要分为过滤、反冲洗和排泥三个步骤过滤时污水由进水口进入滤布滤池,水流在重力作用下从滤片两侧由外向内通过滤布进行过滤,滤后水进入底部的集水干或集水井,最后通过出水堰流出。
随着过滤的进行,悬浮物在滤布表面累积,过滤速度逐渐下降,池内水位逐渐上升,移动桁车和清洗泵开始启动,并对滤片上的污泥进行反冲洗,洗过的断面可立即进入过滤状态,吸出的泥水由吸泥支管排出池外反洗过程不停止过滤桁车移动一个行程后,滤布可清洗干净,反洗过程中并不影响过滤出水反冲洗过程中,部分未能完全被吸出去的的悬浮物会在滤池底部沉积,形成污泥,系统设置底泥抽吸系统,嵌套于反洗系统内,定期打开底泥抽吸泵,清除底泥,此为立式滤布滤池的排泥阶段三)系统特点首先,是出水水质及稳定性好立式纤维滤布滤池系统使用纤维滤布作为主要处理部件,系统处理效果的优异取决于纤维滤布的优异使用平均孔径小于等于10μm的纤维滤布,水中悬浮物颗粒在滤布厚度与滤布大面积碰触,通过截污、附着等功能,悬浮物被滤布拦截通过在滤布生产时引入加速反应、皂化反应等工艺,使滤布空隙远小于絮体直径空隙,滤布精度更高,可截留粒径为微米级颗粒,提升处理效果其次,各个过滤模块独自出水,能够检测每个滤片的工况,并能够单独替换立式纤维滤布滤池系统内,每一列过滤模块都有单独的过滤单元,每个过滤单元的大小因厂家设计而异,但一般为1-1.5m2的过滤单元,每个过滤单元镶嵌在滤池底端的的孔槽内,若干个过滤单元组成一列过滤模块,若干列过滤模块组成整个过滤系统。
每个过滤单元底部具有独立的出水口,对接到汇水槽中因为每个过滤单元都是独立出水的,所以可实现对每个滤片工况的监测例如,可根据用户处理需要,在每个过滤单元各自的出水管中设置单独的浊度监测仪器,只要某一浊度超标,那么控制中心就可以查出出现问题的过滤单元并进行处理在一般的工程应用中,没有特别严格浊度要求的前提下,则只需设置总出水浊度检测仪,只要浊度严重超标,就表明滤布有损坏,过滤能力下降,此时必须找出损坏的滤布并完成替换第三,独到的过滤与反冲洗的结构,让系统在反冲洗时能保证过滤照常进行立式纤维滤布滤池独特的滤布竖直安装结构,使得反冲洗设备在滤片表层进行抽吸时更加均匀当系统进行反冲洗时,驱动小车带动反冲洗设备沿着滤布进行竖直方向上的线性移动,对各单独的过滤单元依次序吸附泥污,从而达到清洗效果与常规滤池反冲洗系统相比,立式纤维滤布滤池使用过滤水进行清理,过滤水通常收集在滤布滤池系统的下方汇水槽,无需额外增设清水池,反冲洗过程中过滤照常进行,反冲洗部件可独立拆卸清洁,系统且反冲洗水为过滤水,无需额外水源,节约用水,且反冲洗系统仅含衍车及反冲洗泵,无大功率设备,能耗极低其四,模块化的设计让系统更为灵活,安装方便。
立式纤维滤布滤池系统采用模块化设计,过滤模块框架安装在汇水槽顶部,滤布框表面设置了带密封圈的插销,能够把滤布插进过滤布框待滤水通过滤布的过滤后,流入板框中空的部分,成为过滤水,再流入滤池底端汇水槽模块化的设计使得每块滤布框都能够单独拆除,而滤片采用插销式安装,更换维修都极为便利;同时,可根据不同污水处理规模使用多组、多座立式纤维滤布滤池,在不受场地限制的情况下,理论上能够对任意规模的污水进行提标处理,凸显了立式纤维滤池相比其他过滤系统模块化的优势三、项目系统运行(一) 运行参数汕头南澳污水处理厂提标改造项目项目采用“高效斜管沉淀池+立式纤维滤布滤池”工艺,通过加药辅助,改造后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准纤维滤布滤池设计流量为1.2万m3/d,峰值流量为1.8万 m3/d,纤维滤布滤池结构为钢砼结构滤池大小L×B×H=10m×3.2 m×4.7 m,内含7 行×7 列,总共49组1.5m×1 m的过滤部件与配套反冲洗水泵、排泥水泵、衍车系统等设备,过滤面积达到147 m2,滤布框与反冲洗抽吸部件使用304不锈钢,过滤面积达到36m2,系统总水头损失小于等于0.1m。
系统设计过滤通量为4-6m3/(m2·h),最大过滤精度达到8μm使用一组线性扫洗、负压抽吸反冲洗装置,反冲洗装置通常由反冲洗移动衍车与反冲洗潜污泵组成,反冲洗泵采用变频控制,可根据实际运行情况调频运行,最大程度实现节能减耗,反冲洗泵电机功率为4kW根据现场实际调试及出水要求,系统反冲洗的几率设定为每间隔1.5h反冲洗一次,反冲洗时反洗泵开启,衍车沿着滤布移动一个来回为一个周期,整个过程耗时约10min,每日反冲洗用时约80min,每日反冲洗耗水量小于90m3/d,反洗耗水量与最大日处理污水量的比值小于0.5%,系统回收率高达99.5%项目滤池系统土建和设备成本约370万(含前端高效斜管沉淀池),折算吨水建设成本为308元,吨水运行费用为0.0005元,节能减耗效果明显,建设性价比高二)运行效果汕头南澳县后江污水处理厂自改造完成投运以来,纤维滤布滤池其运行工况良好,出水TP基本维持在0.3mg/L左右,而出水SS则基本稳定在8-10mg/L左右,满足一级A排放标准结语:综上所述,把立式纤维滤布滤池当作城镇污水处理厂二级出水TP与SS的深度提升处理单元,有着高效、能耗低、自动化程度高并且占地面积小等独特优势,是一类经济性与效率性并存的工艺。
单独采用立式纤维滤布滤池作为后置深度处理单元基本可满足深度处理SS的要求,若需进行加药除磷工艺,则建议在滤布滤池前增设沉淀池以减轻滤布滤池的处理负荷,以免投药过多造成滤布滤池的频繁反洗及堵塞,影响处理效果我国为完成我国十三五的节能减排的需要,改善当前我国水环境污染与水能源紧缺的状况,对污水排放的标准与污水深度处置的工艺给出了新的更为苛刻的要求,纤维滤布滤池作为新一代的过滤技术,兼顾有传统砂过滤的建设成本低、占地面积小、能耗低、管理简单等优点,同时也有类似于膜过滤的高效处理能力、模块化程度高、运行稳定等优势,在城镇污水处理厂的提标改造建设中有着广泛的应用前景参考文献:[1]张双.高效沉淀池与滤布滤池组合工艺在某污水处理厂提标改造中的应用[J]. 净水技术2020,39(2):26-31,49. [2]邓子彦.南方某污水处理厂二期工程处理工艺研究[D].广东:广东工业大学,2018.[3]郭强.城市污水处理厂升级改造工艺及运行研究[D]. 西安:西安工业大学,2018.[4]蒋富海,安鹏.高密度澄清池-滤布滤池在污水深度处理中的应用及控制[J].给水排水, 2017,43(4):24-28.[5]马小杰.滤布滤池在污水处理厂深度处理中的应用[J].中国市政工程, 2010,146(3):30-31,93. -全文完-。