城市生活污水提标技术与关键设备

苏马财

摘 要：本文重点介绍市政生活污水深度处理技术及主要设备。内容包括：深度处理的工艺路线、技术与设备原理简介，关键设备混凝反应器、精密过滤机等；本文还重点介绍了精密过滤机结构、过滤介质结构设计及确定；同时还列出了在工程应用实例与效果。

关键词：深度处理；混凝反应；精密过滤；过滤介质；凝聚；絮凝

中图分类号：X799 文献标识码：A

面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，中国政府为了实现国家可持续发展，将保护环境和节约资源定为基本国策。

在城市生活污水处理方面，国家为了减小排放水对受纳水体的污染，为了进一步促进排放水的回用处理，将积极有序地调高排放水的出水标准，其中化学需氧量COD将从60mg/L调高至50mg/L，悬浮物SS将从20mg/L调高至5mg/L，磷P将从1mg/L调高至0.5mg/L。为了实现污水厂出水水质的提高，需在生化处理沉淀池后，消毒池前，增加污水深度处理单元。

一、城市生活污水提标处理的3种典型工艺路线

1.流程图（图1）

2. 3种工艺路线的应用

2.1 当需要将SS从20mg/L降低至5mg/L以下，并且没有去除P的任务时，选择路线Ⅰ。即只需要在生化悬浮液沉淀池之后，消毒池之前增加精密过滤机即可。精密过滤机能直接降低SS，间接降低P和COD。通过选择适宜的过滤精度，SS的去除率可达75%以上，P的去除率可达30%以上，COD的去除率可达10%以上。

2.2 当需要将SS从20mg/L降低至5mg/L以下，同时需要将P从1mg/L降低至0.5mg/L以下时，选择路线Ⅱ。即在生化悬浮液沉淀池之后，消毒池之前增加混凝反应器和精密过滤机。混凝反应器能让磷酸根与铝离子反应并析出悬浮物，然后由精密过滤机进行过滤分离。在这里混凝反应器作为精密过滤机的预处理设备使用。通过选择适宜的药剂投加量和反应时间，配合适宜的过滤精度，可让SS的去除率保持在80%以上的同时，将P的去除率提高至70%以上，同步将COD去除率提高至30%以上。

2.3 对于某些收集管道中含有工业污水的城市污水厂，或者是初期设计标准不高，又或者是后期超水量运行的城市污水厂，其生化悬浮物沉淀池的出水SS会远远高于 20mg/L，P会远远高于1mg/L，这时需要选择路线Ⅲ。路线Ⅲ与路线Ⅱ不同之处是在混凝反应器与精密过滤机之间扦入混凝沉淀池，目的是让大部分混凝反应后的悬浮物沉淀下来，用吸泥机去除，而精密过滤机只是过滤混凝沉淀池的上清液。其结果会减小过滤负荷，大大提高精密过滤机的处理能力，但混凝剂的投加量会多一些。

二、深度处理设备的工作原理

1.混凝反应器（图2）

混凝反应器外壳为不锈钢制造，内置自动加药机和3级机械搅拌机。电机采用变频技术，使加药量可调、搅拌强度可调。方便用户根据水质、水量的变化来调整混凝反应效果，并让污水进入精密过滤机之前得到良好的预处理，使污水中液固两相在精密过滤机内得到更好的过滤与分离。

2.精密过滤机（图3）

滤前水来自混凝反应器，自流进入滤筒内表面，依靠重力作用，透过滤网，从滤筒外表面排出，实现滤网过滤，水中的悬浮物被截留在滤网内表面，并随着旋转滤筒进入清洗区，由清洗装置进行滤网清洗，清洗下来的滤渣由滤渣盘收集，通过排污管排出；设备连续进水、连续出水、连续排污，滤网连续清洗再生，清洗水采用滤后水，整个过滤过程全自动进行。

3.过滤介质的选定方法

用于城市污水处理厂深度处理的精密过滤机，其过滤介质即滤网的选定，是决定过滤效果好坏的关键。

3.1 首先，我们要根据污水中悬浮物的粒度分布、悬浮物形状和要求的去除率来选择过滤精度。

某污水处理厂水中悬浮物粒度分布如图4所示，我们根据粒度分布测定仪显示的粒度分布和显微镜下悬浮物的形状，选择过滤精度为20um的过滤网。使SS的去除率达到80%以上。

3.2 其次，我们要选择正确的滤网编织方法：

常用过滤网的编制方式主要由以下几种方式：

（a）席型平织；

（b）席型斜织；

（c）斜纹编织；

（d）平纹编织。

席型平织和席型斜织承载能力强，但属侧面非规则孔径进行空间过滤，容易藏污纳垢，难冲洗，且过滤介质厚度较厚，滤速较低。

平纹编织和斜纹编织均为表面方孔过滤，易冲洗，且过滤介质厚度较薄，滤速较高。又由于斜纹编织网面的承载强度高于平纹，因此采用斜纹平织编织方式是最正確的选择。

3.3 然后，我们要将柔性滤网加固成能承受压力和机械传动力的刚性滤网

为了提高过滤网的承载强度，我们采用316L材质进行编织。

为了进一步提高过滤网的承载能力，我们在滤网1的两个平面上，采用无缝焊接技术装上加强骨架2和3（结构如图5所示）。

于是，一种创造性的污水深度处理重力过滤网制造出来了，它是由不锈钢316L材质制造的，厚度为10μm～50μm，滤速在300m/h以上的，单层平织无焊加固滤网。该滤网在中国申请了专利。

用户评价该滤网具有网孔分布均匀、承载能力强、耐磨损、耐腐蚀、易清洗再生等特点。围绕该滤网设计的精密过滤机，与其他同用途过滤设备相比，具有无可比拟的优点。

三、某污水处理厂应用精密过滤机对污水进行深度处理的实例数据

1.工艺选择：路线Ⅱ，混凝反应器+精密过滤机；

2.处理量：30000m?/d，滤速选择315m/h；

3.加药量：10ppm；

4.反洗水量：0.5%；

5.用电量：240度电/日；

6.过滤前后数据比较见表1。

结语

混凝反应器和精密过滤机作为关键的污水深度处理设备，被广泛应用于污水厂出水水质的提高和污水回用工程，在水处理行业，精密过滤机被归类为微滤设备，用于超滤膜保护。

参考文献

[1] GB18918-2002，城镇污水厂污染物排放标准[S].

[2] GB/T18920-2002，城市污水再生利用，城市杂用水标准[S].

[3]中华人民共和国专利证书，ZL 2013 2 0238879.4[P].一种旋转滤筒用滤网.