滤布滤池及其组合工艺在污水深度处理中的应用

滤布滤池及其组合工艺在污水深度处理中的应用

刘善举郑翔鹏刘乐启

山东美泉环保科技有限公司山东济南250000

摘要：深度处理工艺的选择应根据进水水质、水量以及需满足的出水水质，经比选后优先选用运行稳定且成本低、操作管理成熟、能耗低的处理工艺。过滤工艺作为一种成熟、可靠的处理技术，通过截留和筛滤作用，能有效降低水中的SS及部分有机物，并协同去除TP（辅以化学除磷）和TN（如采用反硝化深床滤池工艺）。因此以过滤为核心的深度处理工艺在污水处理厂中得到广泛运用。

关键词：滤布滤池；组合工艺；污水；深度处理；应用

1滤布滤池工艺简介

滤布滤池是近年来发展起来的一种表层过滤技术，与传统过滤技术（如普通砂滤池等）相比，具有运行管理方便、水头损失少、投资占地小等优点，可将其作为一种经济可行的二级出水除磷和进一步提高出水水质的深度处理单元。滤布滤池中过滤介质（即滤布，一般由高分子纤维堆积而成）的网孔直径约为10～20μm，具有较高的除污精度，加之高分子纤维材质对二级处理出水中有机物及SS等具有更好的粘附性能，因而能实现在极小的过滤深度（约1～2cm）条件下有效地去除污水中的颗粒污染物。滤布滤池的设计滤速一般在4～8m/h，具体视滤池进水水质而定。滤池水头损失一般可设定为0.3～0.5m，反冲洗水的消耗量不大于3%。

常见的滤布滤池形式有转盘式、钻石式和竖片式。转盘式滤布滤池在过滤时滤盘静止，清洗时则以0.5～1.0r/min的速度旋转。滤池内部设有转轴、齿轮、链条等用于带动滤盘转动的部件，当出现故障时检修难度较大。钻石式和竖片式滤布滤池的区别在于滤布支撑骨架横截面不同，分别为菱形和矩形。两者在过滤和清洗时，过滤装置均静止，过滤过程和清洗过程同时进行，实现连续过滤。相比于转盘式滤布滤池，钻石式和竖片式滤布滤池的设备故障率低。

2滤布滤池除污机理分析

氨氮、总氮及COD等指标在二沉池出水中通常以非SS的形态存在，试验所用纤维滤布过滤精度约10μm，但对其仍有一定的去除效果，另外，试验现象也表明在过滤层孔隙率较大的深层也有一定的截污能力，这说明滤布滤池的除污机理与传统的颗粒滤料过滤机理类似，主要是以“粘附作用”为主。当然，由于其过滤精度更高，且与二沉池出水中大颗粒的SS的尺度相近，因而其“筛滤作用”亦不容忽视。关于“筛滤作用”所做贡献的定量描述，尚有待对二沉池出水中SS的粒度分布做进一步的探讨。

与传统砂滤池相比，滤布滤池具有更高的除污精度，加之高分子纤维材质对二沉池出水中的SS及COD等具有更好的粘附性能，因而才能实现在极小的过滤深度（约1-2cm）条件下有效地去除污水中的颗粒污染物，当然，其水头损失势必上涨较快，因而其反冲较砂滤池无疑要频繁一些。

3滤布比选试验

本研究采用市场上使用较多的尼龙滤布、无纺针刺毡滤布与纤维滤布进行比选试验。尼龙滤布多用于污泥机械脱水，其抗拉能力强、耐老化、不易击穿。无纺针刺毡滤布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性合成材料，抗拉强度高、疏水性好、耐老化、耐腐蚀。纤维滤布采用特殊编织工艺，将长毛纤维按一定方向倒伏，相互叠合，形成棉絮般的紧密过滤层，疏水性好、抗拉强度高、耐磨性好。为方便拆卸，滤布采用板框包边形式固定，用螺栓将不锈钢滤布框固定在中试装置主体并保证其密封性，中试装置的滤布尺寸为50cm×50cm。

为确定滤布使用中的两个重要参数:污染物截留率和通量恢复率，分别采用3种滤布进行中试研究。其中，悬浮颗粒截留率以SS去除率表征，连续监测装置的进、出水SS，为避免水样过少引起的试验误差，在每个反洗周期内，分别取4次水样，每次250ml，最后将取出的1L水样抽滤测定SS含量，连续取6个反洗周期。结果表明，尼龙滤布、无纺针刺毡滤布与纤维滤布对SS的平均截留率分别为67.2%、58.1%、71.4%。无纺针刺毡滤布的出水SS高于尼龙滤布和纤维滤布，分析原因主要有两点:①随着进水量的增加，滤布底部受到的压力和悬浮物截留率高于滤布顶部，有部分SS从无纺针刺毡滤布底部孔隙渗透，进入到出水中;②每经过一次反洗，部分悬浮物被冲至无纺针刺毡滤布内部孔隙中，没有被纤维阻挡截留，进入下一个进水周期后，这部分悬浮物将随流过滤布的水流带到出水中。

考虑到滤布过滤主要靠静水压差，悬浮颗粒被截留在滤布进水侧，而滤布滤池运行时水位大部分时间集中在水深0．3m以上位置，因此通量恢复率采用0．5m静水压力下的滤布通量，每反洗20次测一次通量恢复率。

4高效沉淀池与滤布滤池组合工艺

高效沉淀池是集机械混合、载体絮凝、斜管沉淀、污泥浓缩于一体的高效多功能澄清池，不断积累的工程经验表明高效沉淀池已逐渐成为替代传统混合+絮凝+沉淀池的一种新颖、高效、成熟的絮凝沉淀技术。因此，高效沉淀池+滤布滤池的深度处理组合工艺也越来越广泛地被采用，成为稳定达标、节能降耗的保障。

大连开发区污水处理二厂设计规模8×104m3/d，采用A/O除磷工艺，出水水质执行二级标准。经改造后，采用改良A2/O工艺，同时新增高效沉淀池+转盘滤池的深度处理工艺。深度处理段设置4座高效沉淀池和3座转盘滤池，共占地约1200m2。经过深度处理后，出水水质稳定达到一级A标准。兴隆污水处理厂二期设计规模4×104m3/d，通过与一期工程（1×104m3/d）的整合，深度处理设计规模为5×104m3/d，采用高效沉淀池+滤布滤池的组合工艺。高效沉淀池占地约620m2，机械混合时间为2.4min，絮凝反应时间为14.1min，沉淀区表面负荷为8.6m3/m2•h。滤布滤池占地约136m2。经整合提标后，出水水质稳定达标。高效沉淀池与滤布滤池组合工艺在工艺流程设计上也较为灵活，可以在二级处理出水端、滤布滤池进水端设置超越管。若二级处理出水水质较好，则出水可直接进入滤布滤池进行过滤。若二级处理出水TP和SS浓度仍较高，则出水可先经高效沉淀池混凝沉淀后，再进入滤池进行过滤。

结语

（1）滤布滤池作为一种表层过滤技术，依靠滤布表面纤维及其孔隙截留悬浮固体物质，在辅以化学除磷的条件下，实现对SS和TP的高效去除，进一步提高出水水质，因具有运行管理方便、水头损失少、投资占地小等优点而被越来越广泛地应用。

（2）滤布滤池在应用时运行效果参差不齐，为能有效发挥滤布滤池的作用，在工艺流程设计上应整体考虑，并结合进出水水质特点，采用合适的处理工艺组合及设计参数，以保证污水深度处理的效果。

（3）高效沉淀池集机械混合、载体絮凝和斜管沉淀于一体，与滤布滤池的组合应用保证了出水水质，提高了工艺流程的耐冲击负荷。该组合工艺在国内污水处理厂中的应用实例显示出了其效率高、集约化等应用优势。

参考文献

[1]刘翊，石凤林，李宝成．纤维转盘滤池在污水处理厂深度处理中的应用[J]．企业技术开发，2012，31(16):55－56，63．

[2]盛利．纤维转盘滤池在造纸厂中水回用工程中的应用[J]．北方环境，2011，23(4):111－113．

[3]马小杰．滤布滤池在污水处理厂深度处理中的应用[J]．中国市政工程，2010(3):30－31．

[4]王妍春，等．纤维转盘滤池在无锡芦村污水处理厂升级改造工程中的应用[J]．2009，35(Z1):208－210．

[5]姚枝良．钻石型滤布滤池在污水处理厂深度处理中的应用[J]．给水排水，2012，38(5):40－43．