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污水处理厂提标改造过滤工艺比选

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1. 活性砂滤池 1.1  工艺概况 活性砂过滤器是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤设备 [3] ,广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料,过滤与洗砂同时进行,能够 24  小时连续自动运行,巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统,能耗极低,其工作原理如图 1 

1. 活性砂滤池

1.1  工艺概况

活性砂过滤器是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤设备 [3] ,广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料,过滤与洗砂同时进行,能够 24  小时连续自动运行,巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统,能耗极低,其工作原理如图 所示。

污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部,经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。在此过程中,尾水被过滤,去除了水中的污染物。同时活性砂滤料中污染物的含量增加,并且下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。此时打开位于过滤器中央的空气提升泵,将下层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。滤砂清洗后返回滤床,同时将清洗所产生的污染物外排。

活性砂滤料在提升泵的作用下呈自上而下的运动,对尾水起搅拌作用。过滤器内滤料能够及时得到清洁,抗污染物负荷冲击能力强。活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身运行特点,使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内可全部完成。

1.2  活性砂过滤器的技术特点

(1)  石英砂滤料层较厚,滤池较深,土建费用较高;

(2)  过滤效率较高,过滤效果较好,无需停机反冲洗,运行费用低;

(3)  水头损失较高,一般需要设置二次提升泵房,增加了运行费用;

(4)  活性砂过滤器可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量,主要适应于小规模的污水处理厂。


2. 高效纤维滤池

2.1  工艺概况

高效纤维滤池是一种全新的重力式滤池,它采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元,其滤料直径可达几十微米甚至几微米,具有比表面积大,过滤阻力小等优点。微小的滤料直径,极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量。

为充分发挥纤维滤料的特长,在滤池内从上至下依次设有反洗排水槽、纤维密度调节装置、纤维束滤料、滤板、布气装置、布水装置。设备运行时水流经纤维滤料层,软性纤维滤料在水流阻力作用下被压实,滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小,纤维密度逐渐增大,实现了深层过滤。当滤层截污到一定程度需清洗再生时,在反洗水作用下纤维滤层被放松,使滤料恢复自由状态,对滤料进行气水混合反洗,可有效地恢复滤元的过滤性能。

2.2  高效纤维滤池技术特点:

?   过滤速度快,一般为 20 30m/h

?   占地相对较小;

?   设备均国产化,有利于日后维护管理;

?   设备费用较高;

?   滤池水头损失较大,运行费用较高;


3.  纤维转盘滤池

3.1  工艺概况

纤维滤盘过滤器是目前世界上最先进的过滤器之一,主要用于废水的深度处理与中水回用,目前在全世界已广泛采用了该项技术。其主要特征为处理效果好,出水水质高,出水稳定,连续运行,承受高水力及悬浮物负荷能力强,全自动运行,操作及保养简便,运行费用低,土建费用低及占地极小等。

纤维转盘滤池用于污水的深度处理,设计水质:进水 SS 20~50mg/L ,出水 SS≤5mg/L

浊度 ≤2NTU ,实际运行出水更优质,一般出水浊度在 左右或更低。

3.2  工艺运行原理

污水重力流或压力流进入滤池,滤池中设有挡板消能设施。污水通过滤布过滤,重力流通过溢流槽排出滤池。过滤中部分污泥吸附于纤维滤布外侧,逐渐形成污泥层。随着纤维滤布上污泥的积聚,纤维滤布过滤阻力增加,滤池水位逐渐升高。通过测压装置可监测滤池与出水池之间的水位差。当该水位差到达反冲洗设定值时,  PLC  即可起动反冲洗泵,开始反冲洗过程。

3.3  纤维转盘滤池技术特点

1 )设计新颖。重力运行,根据水位差自动反冲洗。反冲洗期间连续过滤,过滤期间 滤池维持静态,滤盘仅于清洗旋转。

2 )占地面积小,滤盘垂直中空管设计,使小的占地面积即可保证大的过滤面积。

3 )运行自动化程度高。

4 )水头损失小,纤维转盘滤池进出水水头损失仅 0.3m

5 )采用水力反冲洗,反冲洗泵扬程高;

6 )需更换滤盘滤布,年更换率约 5%


磁混凝滤池

4.1  工艺概况

磁混凝工艺在常规中混凝沉淀工艺中添加了磁粉,并使磁粉与混凝絮体有效结合。由于磁粉的比重大,因此大大增加了混凝絮体的比重,加快了絮体的沉降速度。磁混凝工艺同时设置了污泥回流系统,使得污泥中磁粉及混凝剂循环使用,有利于节约混凝剂用量。剩余污泥中经过磁粉回收后排出本系统。

4.2  磁混凝工艺技术特点

磁混凝工艺沉淀表面负荷可达 20~40 m3/ m2h ;同时具有优良的沉淀效果,可与普通石 英砂过滤相媲美。磁混凝工艺的技术特点是:

1 )极短的混凝与沉淀时间,总计 HRT< 20  分钟,占地面积小;

2 )沉淀出水 SS< 5 mg/L ,浊度 <1.0 NTU

3 )优异的除磷效果, TP < 0.02 mg/L

4 )由于系统内部具有 5 g/L  以上的磁粉,因此耐受流量及固体负荷冲击;

5 )磁粉损耗低,折合费用 0.005  /m3

4.3  主要优点

磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺,但是 SS  TP  可以直接达到一级 要求,因此比较适合污水厂 SS  TP  的一级 提标,同时可去除部分 COD  BOD5 。除了出水指标 SS  TP  外,在工程上磁混凝还有如下优点:

1 )磁混凝水头损失较少,本质上是混凝沉淀工艺,较过滤水头损失很少,而出水达到过滤的效果。磁混凝最低水位差约 0.6 m ,主要体现在沉淀池出水槽跌水损失。

2 )磁混凝占地面积很小。 10  万吨的双组磁混凝占地面积约 600 m2 ,常规老污水厂一般能够满足此要求。对于新建污水厂,磁混凝较常规混凝沉淀过滤节约占地面积,非常容易布置。在现状污水厂,往往有绿化等非生产富余面积,这些空余面积一般能够满足磁混凝的面积需求。在发达城市,土地成本越来越高,磁混凝工艺节约土地的价值将越来越突出。

3 )运行费较低。对于城市污水的深度处理,磁混凝的运行药剂费很省,混凝剂 PAC 5~10 mg/L PAM  0.5~1.0 mg/L ,磁粉损耗率约 1.0 mg/L ,以上消耗品合计费用约 0.02~0.025  /m3 。磁混凝电耗大约 0.025 kWh / m3 ,主要体现在搅拌机、污泥泵以及磁粉回收系统。

4.4  主要缺点

1 )国内应用案例较少,磁混凝技术尚未全面推广;

2 )与其他滤池相比,增加了磁粉投加费用及混合液回流电耗。


结论

1 )活性砂滤池过滤效率较高,运行费用低,水头损失大,主要适用于小型污水厂的 提标改造。

2 )高效纤维滤池滤速快,占地小,但水头损失大,设备费用高。

3 )纤维转盘滤池占地面积小,自动化程度高,水头损失小,但滤布维护费用高。

4 )磁混凝滤池占地面积小,除磷效果佳,运行费用低,但技术尚未全面推广。

5 )本文为污水厂提标改造工程工艺选择提供参考。

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  • yj蓝天
    yj蓝天 2020年12月19日 14:39:37 2楼

    活性砂滤池过滤效率较高,运行费用低,水头损失大,主要适用于小型污水厂的 提标改造。高效纤维滤池滤速快,占地小,但水头损失大,设备费用高。

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