污水处理厂提标改造过滤工艺比选

摘　要：针对城镇污水处理厂的提标改造工程，介绍了活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池和磁混凝滤池的技术特点及其各自的优缺点，为污水处理厂提标改造提供参考。
关键词：提标改造，活性砂滤池，纤维转盘滤池，磁混凝滤池
目前，我国绝大多数污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B标准[1]，而执行一级 A 标准可以较大限度的对污水进行“除磷脱氮”，减少对后续受纳水体的污染，出水可作为回用水，解决我国部分地区水资源紧缺的问题。因此，进行城镇污水处理厂提标改造是水环境保护的要求，也是国家提出的节能减排的要求。[2]
　　污水处理厂经过强化二级生物处理，仅需要去除SS时，可设置过滤单元。应用于污水处理厂深度处理的过滤工艺有多种形式，包括活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池以及高效磁混凝工艺，下面对这四种工艺作介绍，以供参考。
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。
　　
图1 活性砂过滤器工作原理
　　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1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%。
4 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元/m3。
4.3 主要优点
　　磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺，但是SS及TP可以直接达到一级A要求，因此比较适合污水厂SS和TP的一级A提标，同时可去除部分COD和BOD5。除了出水指标SS及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