高效纤维束滤池在污水厂深度处理中的应用实例

近年来，高效纤维束滤池技术在中小型污水处理厂深度处理系统中得到了广泛应用。此工艺具有节省占地、节约投资、反洗水量低、运行成本低等优势，出水水质达到一级A 标准。本文主要针对西宁市某小型污水厂的工程实例提出设计参数、工艺设备配置等，以供广大设计人员参考。

1 概述

水资源短缺日益严重，污水厂中水回用工程受到越来越多的重视。污水经过生化二级处理后，出水仍不能满足受纳水体的排放要求时；或为了提高水资源的利用率，将污水再生利用、回用于工业及市政公用设施，如作为工业冷却水，市政浇洒道路、绿地等，将会遇到提高污水处理程度的需求，以进一步降低出水中的COD、BOD5、SS、TN、TP 等污染物指标。以上提高的处理功能及其流程在以往的工程概念中被泛称为污水深度处理。但是由于污水处理技术的发展，许多污水深度处理功能（如脱氮、除磷等）已被结合进二级生化处理流程之中。因此，本文中所指的深度处理指在二级处理流程之后的后续处理，主要去除对象为可沉降物、TP、不可沉降非溶解性固体等。处理目标为出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 中的一级A 标准。

在西宁市某小型污水处理厂（污水厂规模：1.2×104m3/d）的设计中，根据环评要求，污水厂出水标准为一级A，处理达标后回用于下游的山林绿化，故需要在二级处理工艺后增加深度处理工艺以满足回用水水质标准要求。

2 基本深度处理工艺及比较污水深度处理所采用的一般方法与现代给水处理方法基本相同。常用的工艺流程如下：

（1）微絮凝过滤

二级处理出水→混合（微絮凝）→过滤→消毒。

（2）沉淀过滤

二级处理出水→混凝→沉淀（澄清、气浮）→过滤→消毒。

（3）微孔过滤

二级处理出水→微孔过滤→消毒。

（4）曝气生物滤池

二级处理出水→曝气生物滤池→消毒。

可以看出，上述深度处理工艺中，过滤都是必不可少的一项处理流程，因此本文针对过滤工艺进行重点论述和比较。

过滤工艺是水处理中必不可少的过程，是保证出水水质必不可少的重要措施。适用于小型污水厂的滤池主要有，普通快速滤池、虹吸滤池、移动罩滤池以及近年来采用较多的气水反冲洗滤池、纤维束滤池等。

普通快滤池，是传统的水处理构筑物。性能可靠，技术成熟，出水水质较好，滤料价格便宜；但阀门较多，维修复杂，自动化程度低。

虹吸滤池，特点是阀门少，不需专设冲洗水泵，但池深较深，需一套真空系，其冲洗水头低，不易冲洗干净，影响出水水质。

移动罩滤池，属大、中型处理构筑物，优点是该滤池不需另设反冲设备，不需管廊，不设闸门，而且池子浅，冲洗按程序控制，逐格进行，便于自动控制，同时具有较低的过滤水头，正好符合重力流水厂低过滤水头要求，但是该滤池在每次反冲洗后的初始滤速过大，且不能控制，使得刚冲洗后的两格初滤水浊度将大于要求值。

气水反冲洗滤池，该滤池采用气水反冲洗，滤池属于恒水头过滤，单一均质滤料滤池。因为可以根据滤料的堵塞的情况，对滤池进行运行自动控制，从而保证了整个过滤周期内出水水质均符合要求；因采用了单一的石英砂滤料，粒径较大，颗粒间空隙也较大，所以具有较大的含污能力，使过滤周期较长。气水联合反冲洗增加了表面冲洗，使滤床冲洗彻底，冲洗时滤料不膨胀，因而滤料不流失。

高效纤维束滤池是一种结构先进、性能优良的重力式过滤技术，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，属微米级过滤技术（砂滤属毫米级），具有比表面积和表面自由能大（纤维束d50μm：80000m2/m3，石英砂d1000μm：6000m2/m3）、过滤阻力小等特点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径的限制等问题。纤维束滤料巨大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，大大地提高了过滤效率和截污容量。高效纤维滤池技术全面解决了纤维滤料在过滤和清洗过程中存在的各种问题，充分发挥了纤维滤料的特长，实现了理想的深层过滤效应。有效地解决了粒状滤料所存在的过滤速度低、过滤精度差、截污容量小、滤料容易板结、自耗水量大、滤料使用寿命短等各种问题。为充分发挥纤维滤料的特点，在滤池内设有纤维密度调节装置，针对实际运行的水质和过滤要求对纤维束滤料的密度进行调节。高效纤维滤池运行时，纤维密度调节装置控制一定的滤层压缩量，使滤层孔隙度沿水流方向逐渐缩小，密度逐渐增大，相应滤层孔隙直径逐渐减小，实现了理想的深层过滤。当滤层达到截污容量需清洗再生时，纤维束滤料在气水脉动作用下即可方便地进行清洗，达到有效恢复纤维束滤料过滤性能的目的。滤层的加压及放松过程无需额外动力，均可通过水力自动实现。

高效纤维滤池适用于各种大、中、小型给水及污水深度处理系统，对滤料的清洗采用水冲—气水混合冲洗—强制清洗—水冲洗的工艺，具有清洗效率高、无需药剂浸泡清洗、自耗水量低等优点。滤层在反冲洗水的作用下被充分放松，纤维束滤料恢复到松弛的舒展状态，在气水混合擦洗的作用下，将过滤截留下的污染物从滤层中洗脱并排出，使滤料恢复过滤性能。

高效纤维束滤池技术的主要特点有：

（1）工程造价低工程造价低于石英砂滤池。

（2）占地面积小滤速可高达25m/h，是石英砂滤池的2～3 倍，占地仅为石英砂滤池的1/3～1/2。

（3）处理效果好水中悬浮物的去除率可达98%以上。经良好混凝处理的天然水，浊度在20NTU 时，过滤出水浊度可达1NTU 以下，并对水中的有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作用；污水深度处理时，进水悬浮物不超过30mg/L 时，出水悬浮物可稳定在10mg/L以下。

（4）维护量少、滤料寿命长滤料一般10 年内不需补充和更换，减少了维护量和运行成本。

（5）运行成本低运行成本（包括电耗、人工、折旧等）＜0.1 元/吨水。

（6）自耗水量低自耗水量为周期制水量的1％～3%，是石英砂滤池的1/2。

（7） 不掉毛纤维束滤元由纤维长丝绕制而成，不存在短纤维脱落问题。

（8）滤层密度可调控通过调节滤料压缩程度可以改变过滤精度，通过控制滤料的压缩程度可以减缓滤层水头损失增长速度。

（9）易于清洗纤维束滤元不存在绑扎结点且清洗时处于舒展放松状态，较易清洗；纤维束滤元两端均悬挂于滤板上不会缠绕乱层，容许高强度气—水联合清洗，可保证清洗效果、防止滤层积泥；纤维束滤元不需

定期药剂浸泡清洗。

因此针对西宁市某污水厂推荐采用混合絮凝沉淀（澄清）+高效纤维束滤池的深度处理工艺。

3 高效纤维束滤池的工程设计

3.1 工作原理

沉淀池出水重力流进入纤维滤池，纤维滤池采用恒水位方式运行，当运行周期和液位达到设定值后即进行反冲洗。反冲洗排水槽收集经过排水阀和排水总渠后自流排至提升泵房集水井或反冲洗单独设置的废

水回收池。工艺简图详见图1。

3.2 主要设计参数

a.设计水量：12000m3/d=500m3/h，Kz=1.3

b.滤池主要性能参数

设计滤速：15.5m/h

强制滤速：23.2m/h

格数：3 格

单格过滤面积：14m2

总过滤面积：42m2

反洗水强度：6～8L/ s·m2

反洗风强度：60～80L/ s·m2

反洗时间：10～20min

反洗方式：水冲—气水混合冲洗—强制清洗—水冲

c.滤池规格尺寸

布置形式：单排布置

单格尺寸：长×宽=4m×3.5m

滤层高度：1000mm（反洗高度）

d.反冲洗设备间

反冲洗设备间设在滤池旁，由滤池反冲洗泵房及鼓风机房组成。

鼓风机房内设罗茨风机2 台（1 用1 备），为滤池反冲洗提供气源；反冲洗泵房设反冲水泵2 台（1 用1备），为滤池反冲洗提供水源。

3.3 主要设备及材料

a.纤维束滤料

型号：FT-PW -1000

规格：西尔环保纤维束L=1000mm（反洗高度）

数量：3 套

b.材质:聚丙烯

c.性能特点：

———滤料使用寿命：大于 10年

———固定不流失，易清洗不积泥

———单束易悬挂，压缩量可控制，不流失

滤料名称：纤维束滤料（易抖动擦洗）

滤料技术要求、检验方法等应符合相应国家标准和等效标准；

FZ/T54001-91 《丙纶BCF 丝》

GB/T6388-1986 《运输包装收发货

标志》

GB191-1990 《包装储运图示标志》

d.滤池内构件（含布水布气装置、滤板、纤维密度调节装置等）

1）规格型号：L×B=4.0m×3.5m

2）数量：3 格

3）滤板：L×B=4.0m×3.5m，材质玻璃钢

4）布气装置：规格L×B=4.0m×3.5m，形式支母管大阻力配气，材质碳钢/ABS

5）布水装置：规格L×B=4.0m×3.5m，形式支母管中阻力配水，材质碳钢/ABS

6）纤维密度调节装置（含上层滤板）：单块尺寸L×B=4.0m×3.5m，滤板材质为玻璃钢，架构材质为碳钢防腐。

e.配套反洗设备

反洗风机性能：Q=50.4m3/min P=49KPa，N=75kW，2 台（1 用1 备）

反洗水泵性能：Q=403.2m3/h，H=11m，N=22kW，2台（1 用1 备）

4 结束语

在工业废水，尤其是市政污水处理方面，纤维束过滤无论从技术指标方面还是从经济指标方面来看，都是一种比较理想的过滤技术。从实际运行及效果分析，高效纤维束滤池用于污水厂深度处理技术从占地省、反洗水量小、电耗低、处理成本低等方面，具有一定的优势，出水各项指标均能满足规范要求。在污水厂深度处理中值得广泛推广和应用。

西尔环保纤维束滤料：http://www.hnxier.com/xwll/25.html