汤 磊
武汉市水务集团有限公司 湖北 武汉 430034
正文:
在传统的平流沉淀池水处理的工艺条件下吸收非稳态混凝、絮凝加速和浅池等现代化的水处理理论,把这三个过程进行融合和优化,从而提升传统水处理效率。高效斜管沉淀池与普通沉淀池相比,具有水力负荷高、占地面积更小的工艺特点,在一定的沉淀池面积条件下,斜管沉淀效率是传统的10倍左右,而且启动时间比较短。高效斜管沉淀工艺通过不同药剂的投加,不仅可以去除部分悬浮物和碳污染物,而且还可以去除大部分磷,保证使出水达标。
高效纤维过滤器由滤元、框架结构、水系统等部分组成,水由下而上通过滤层。通过PLC控制,过滤和反冲洗可以用PLC控制自动切换。滤元采用束状纤维,滤料的直径可达几个微米,而且比表面积大、过滤的阻力小,过滤的精度受制于滤料的粒径。而大的比表面积,致使表面的自由能大,滤料还具备吸附杂质颗粒的能力,从而提高了过滤的效率。通过设备内部的特殊装置调节纤维的密度,利用水力来进行调节,过滤时滤层空隙度沿水流动方向逐渐缩小,密度逐渐增大,实现深层过滤;反洗时滤层放松,纤维滤料恢复自由状态,通过水、气混合擦洗,可有效地恢复滤元的过滤性能。
该过滤器具有深层过滤效果,过滤速度快,可以达到30m/h,从而可以减小总过滤面积。但由于过滤器内部配水系统的限制,目前罐体直径一般不超过3.0m。
纤维转盘滤池的工艺过程包括过滤、反冲洗(清洗)以及排泥。
1)过滤
污水依靠重力进入滤池,滤池中设置有布水围挡。滤布采用的是全淹没式,污水在重力的作用下通过滤布,滤布表面具有的纤维编织毛绒形成有序的倒伏层,在水压的作用下形成了过滤精度为10微米的过滤间隙,SS颗粒则被毛绒滤布有效的截留。滤后水在滤盘内外的压力差作用下,透过滤盘进入中心管,污泥一部分被滤布截留在表面,另一部分则沉淀在滤池底部,滤后水依靠重力通过出水堰排出滤池。过滤的期间,滤盘始终处于稳态,这有利于污泥的沉积在池底,而且过滤为24h的连续过程。
2)反冲洗
过滤过程中大部分污泥吸附于滤布外侧,逐渐形成污泥层。随着污泥在滤布上不断的堆积,堵塞滤孔,使得滤布的过滤阻力逐渐增加,从而导致滤池的水位不断升高。通过投入式液位计可以测得池中的液面高度。当滤池中水位到达反冲洗的设定值时, PLC启动反冲洗阀和反冲洗泵进行反冲洗。
3)排泥
过滤器的滤盘下安装有斗形污泥的收集池。污泥在收集池内沉积,防止污泥堵塞滤布,增加了过滤时间,节约清洗滤布的水量,降低了清洗滤布的次数,减缓吸盘对滤布的磨损,延长了滤布使用寿命。
纤维转盘滤池的优点是可以不间断过滤,有效的过滤面积大,而且占地面积小;设备简单紧凑,总装机功率低,运行费用低。
活性砂过滤系统是由混凝土池、进水管、出水管、内部过滤单元、锥型滤砂的导向装置、冲洗水的出水管、弹性连接部件、空气压缩机系统以及自动控制系统等组成。其中内部过滤的单元包括水流分配器、洗砂装置和空气提升泵套管,而在过滤单元上部的是进出水管和冲洗水出水管。
空气提升泵将已经使用过的滤料提升至过滤器顶部的洗砂器中,将活性砂中的污染物通过紊流的作用分离出来,再用清洗水冲洗排出。经过净化的活性砂利用自身重力回流至砂床,从而可以达到连续过滤的目的。因砂滤过程所截除的将主要是含有大量细菌、微生物等有机污染的絮凝体和大量胶体物质,滤床截污后的粘度较大,这种情况易发生腐败现象,所以在污水三级处理中一般会考虑使用表面冲洗能力较强的滤池,如V型滤池、移动罩滤池。
活性砂过滤器的优点主要是反冲洗时过滤可以连续进行,而无需停机,过滤效率高,不需要反冲洗水泵、风机、冲洗水箱艺及阀门等设备;活性砂的过滤工艺是集混凝、沉淀和过滤于一体,缩短了工艺流程,减少了占地面积;运行及维护费用低;对于高SS含量的废水不需预处理(适用的废水SS可达150mg/L);采用单一均质滤料,无须级配层;滤料可以被连续的清洗,过滤效果好,没有初滤液的问题;出水的水质稳定;适用于改扩建工程。
目前,以上几种深度处理工艺在污水处理厂进行工艺改造中均得到广泛的应用。但高效斜管沉淀池很少单独使用,需要在后面设置过滤器以保证出水SS效果。活性砂过滤器在使用中为了提高过滤效果并延长反洗周期,通常在前端会设置混凝沉淀装置。
鉴于多数污水处理厂用地面积紧张,新增的三级处理工艺布置在现况厂区范围内为首选。因此在选择工艺时,首先考虑的是占地面积,而传统的工艺无法满足用地限制,不进行考虑。
高效斜管沉淀工艺一般不单独应用,其工作原理仍然是通过改善出水悬浮物的沉降性能和提高沉淀效率来达到去除目的,通常后面还需设置过滤器以保证稳定的出水质量,也不进行考虑。
就目前情况,大多数污水厂二级处理出水水质接近一级A标准,但还不能稳定达标,因此一般考虑采用絮凝过滤(絮凝+过滤)、微絮凝(混合+过滤)或直接过滤的深度处理方式。
高效纤维过滤器、纤维转盘滤池和砂滤池从占地面积上(仅主工艺,未包括附属建筑),只有纤维转盘滤池可以满足要求。另外纤维转盘滤池与其他两个工艺相比,不需要曝气设备,不需要提升泵,水头损失更小,可以充分利用现况二沉池与消毒池之间的液位差,减少运行电耗。
综合以上分析,纤维转盘过滤工艺在占地上可以满足大多数污水厂三级处理工艺的升级改造需要,且具有工艺成熟稳妥、运行管理及维护简单的优点,故纤维转盘过滤工艺作为污水厂三级处理的推荐方案。