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污水处理厂提标改造过滤工艺比选
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-04-12 17:29:50

  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 

  中图分类号:[R123.3]文献标识码:A 文章编号:   

  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。   

  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约5~10 mg/L,PAM约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元/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。 

  5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。 

  6 参考文献 

  [1]方志珍.污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究 [D].安徽建筑工业学院,2010,5 

  [2] 梅从明,魏思宇,刘锋.活性砂滤池在污水处理厂提标改造中的应用[J].环境科技,2009.22(3):44 

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