纖維轉盤(pán)過(guò)濾技術(shù)在城市污水深度處理中的應用

過(guò)濾作為一種固液分離方式，在水處理領(lǐng)域應用非常廣泛。一般過(guò)濾可分為深層過(guò)濾、膜過(guò)濾和表面過(guò)濾三大類(lèi)，如圖1所示。

纖維轉盤(pán)過(guò)濾屬于一種深度過(guò)濾技術(shù)，能夠有效截留幾個(gè)微米的顆粒物，可廣泛應用于地表水凈化、污水深度處理，通常設置于常規二級污水處理系統之后，主要去除總懸浮物，結合投加藥劑可去除部分磷、濁度和COD等污染物，特別適合于城市污水處理廠(chǎng)提標一級A排放改造和污水回用深處理領(lǐng)域。

1 纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統結構及工作原理

纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統由用于支撐濾布的垂直安裝于中央集水管中的平行過(guò)濾轉盤(pán)串聯(lián)組成，一套裝置的過(guò)濾轉盤(pán)數量一般為2～20個(gè)，每個(gè)過(guò)濾轉盤(pán)由6小塊扇形組合而成；過(guò)濾轉盤(pán)由防腐材料制成，每片過(guò)濾轉盤(pán)外包有纖維毛濾布；反沖洗裝置由反洗水泵、反抽吸裝置及閥門(mén)組成，排泥裝置由排泥管、排泥泵及閥門(mén)組成；排泥泵與反洗水泵為同一水泵。過(guò)濾系統結構如圖2所示。

纖維轉盤(pán)的過(guò)濾介質(zhì)為尼龍纖維毛濾布，濾布以聚酯纖維作為絨毛支撐體，其標稱(chēng)孔徑為10μm，濾布介質(zhì)有3～5mm的有效過(guò)濾深度，可使固體粒子在有效過(guò)濾厚度中與過(guò)濾介質(zhì)充分接觸，將超過(guò)尺寸的粒子截獲，濾布的有效深度還能夠存儲捕獲的粒子，減少反沖洗流量，同時(shí)還可減少正常運行時(shí)的水頭損失。

纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統運行周期包括過(guò)濾、反沖洗和排泥三個(gè)階段。過(guò)濾過(guò)程中濾盤(pán)不轉動(dòng)，隨著(zhù)濾布表面截留物的累積，過(guò)濾通量的降低，濾池液位上升，當該池內液位到達清洗設定值（高水位）時(shí)，PLC即可啟動(dòng)反抽吸泵，開(kāi)始清洗過(guò)程，清洗時(shí)通過(guò)自動(dòng)切換抽吸泵管道上的電動(dòng)閥，實(shí)現濾盤(pán)的交替清洗；反抽吸機構與濾布接觸面積很小，反沖洗面積瞬間約為池內單盤(pán)面積的1%，因而使得反洗效率非常高，并且不影響其他濾布表面的過(guò)濾，進(jìn)而實(shí)現整套裝置的連續過(guò)濾；濾池的過(guò)濾轉盤(pán)下設有斗形池底，有利于池底污泥的收集，經(jīng)過(guò)一設定的時(shí)間段，PLC啟動(dòng)排泥泵，通過(guò)池底穿孔排泥管將污泥回流至廠(chǎng)區排水系統；排泥間隔時(shí)間及排泥用時(shí)可予以調整。

2 纖維轉盤(pán)過(guò)濾與傳統砂濾的應用比較

與傳統的砂濾相比，纖維轉盤(pán)獨特的設計原理和結構使它具有突出的優(yōu)勢。在工藝流程上，纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統可省掉鼓風(fēng)機房、反沖洗泵房、提升泵房和預加氯單元；在運行管理上，該系統具有運行費用低、出水穩定及管理維護簡(jiǎn)單等優(yōu)勢。

2.1 傳統砂濾工藝流程（見(jiàn)圖3）

2.2 纖維轉盤(pán)過(guò)濾工藝流程（見(jiàn)圖4）

以國內某實(shí)際項目（設計水量5萬(wàn)m3/d，Kz=1.2）深度處理過(guò)濾單元為例，就V型濾池與纖維轉盤(pán)濾池工藝的設計、投資、占地面積、運行費用、建設運行管理等方面進(jìn)行對比，結果如下表所示。

此外，纖維轉盤(pán)過(guò)濾與高效纖維濾池、D型濾池等相比，同樣具有系統簡(jiǎn)單、運行維護管理方便和運行成本低的優(yōu)勢，在實(shí)際運行中還具有如下突出特點(diǎn)：

（1）實(shí)現連續過(guò)濾，出水水質(zhì)好，水量穩定，且耐沖擊負荷，適應性強，進(jìn)水水質(zhì)SS≤20mg/L，瞬時(shí)峰值可達到80mg/L。
（2）過(guò)濾及反洗效率高，平均濾速實(shí)際可達15m3/m2·h，有效過(guò)濾面垂直擺放且附屬設施少，所以大大減少了占地面積。以水量5萬(wàn)t/d為例，總占地148m2，僅為V型濾池工藝的1/8。
（3）反抽吸強度達333L/m2·s，可實(shí)現多種反抽吸組合，清洗徹底，不易長(cháng)生物垢，過(guò)濾設備前不需設置預加氯系統。
（4）反洗水量小，與處理水量的比≤1％，實(shí)際工況下反沖洗間隔時(shí)間一般為2h，每個(gè)濾盤(pán)的沖洗時(shí)間為1～2min。因此，反洗水量可以比較均勻地返回到前處理系統，不會(huì )對前處理工藝產(chǎn)生影響。
（5）整套系統運行自動(dòng)化，維護簡(jiǎn)便，過(guò)濾形式為外進(jìn)內出，纖維濾布的內側不被污染，外側污染的清除和恢復很快。實(shí)際運行中，濾前處理系統的事故即使有較大的漂浮物或跑料的填料，對濾池的影響也較小，恢復也很快。
（6）單臺設備的規格齊全，2,000～50,000t/d不等，單臺設備中的機械設備較少，故障概率和故障率均較低，濾布磨損較�。▔勖�3年），即使有異常損壞，濾盤(pán)也易于更換，更換一個(gè)盤(pán)僅需10分鐘。
（7）整個(gè)系統采用模塊化設計，與外部的接口較少，設計周期和施工周期短，安裝快捷。
（8）設備簡(jiǎn)單緊湊，附屬設備少，整個(gè)過(guò)濾系統的投資低，設備閑置率低，總裝機功率低，運行費用低。

3 工程應用實(shí)例

目前，具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統已形成成套設備，單臺處理量可實(shí)現2000～50,000m3/d，池體可做成混凝土池和鋼結構兩種。以無(wú)錫梅村污水處理廠(chǎng)提標改造3萬(wàn)m3/d污水過(guò)濾處理工程為例，設2座型號NTHA-16型纖維轉盤(pán)濾池，占地面積76m2。

主要設計參數為：進(jìn)水水質(zhì)SS≤20mg/L；出水SS≤5mg/L；濁度≤3NTU；濾速≤15m3/m2·h；單盤(pán)有效過(guò)濾面積為5.2m2；水頭損失內部為0.3m，進(jìn)水閘門(mén)至出水井為0.7～0.9m；反沖洗泵Q=30m3/h，H=9m，N=2.2kW；反洗水量≤1%；瞬時(shí)反洗面積為1%；旋轉驅動(dòng)電機0.55～0.75kW。
運行期間，經(jīng)過(guò)100天的連續監測，進(jìn)水SS平均濃度在14mg/L左右，出水SS平均濃度在4mg/L左右，如圖5所示。

4 結語(yǔ)

當前我國水環(huán)境污染和水資源短缺的問(wèn)題仍比較嚴重，國家針對污水排放的標準以及污（廢）水深度回用處理的要求也日趨嚴格，國產(chǎn)纖維轉盤(pán)過(guò)濾系統正是在這種背景下對傳統過(guò)濾方式和結構原理進(jìn)行了改革，通過(guò)自主研發(fā)試驗成功，目前已成功應用于大連老虎灘污水處理廠(chǎng)中水回用、無(wú)錫梅村污水處理廠(chǎng)和無(wú)錫蘆村污水處理廠(chǎng)等全國20多個(gè)市政污水處理項目中，市場(chǎng)反響良好。該技術(shù)2009年成功入選國家重點(diǎn)環(huán)境保護實(shí)用技術(shù)A類(lèi)，可為我國廣闊的城市污水一級A排放及中水回用污水深處理市場(chǎng)提供優(yōu)質(zhì)高效的過(guò)濾服務(wù)。來(lái)源：中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì ) 作者: 李星文 唐啟明 張 彬