城市生活污水提標技術與關鍵設備

蘇馬財

摘 要：本文重點介紹市政生活污水深度處理技術及主要設備。內容包括：深度處理的工藝路線、技術與設備原理簡介，關鍵設備混凝反應器、精密過濾機等；本文還重點介紹了精密過濾機結構、過濾介質結構設計及確定；同時還列出了在工程應用實例與效果。

關鍵詞：深度處理；混凝反應；精密過濾；過濾介質；凝聚；絮凝

中圖分類號：X799 文獻標識碼：A

面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，中國政府為了實現國家可持續發展，將保護環境和節約資源定為基本國策。

在城市生活污水處理方面，國家為了減小排放水對受納水體的污染，為了進一步促進排放水的回用處理，將積極有序地調高排放水的出水標準，其中化學需氧量COD將從60mg/L調高至50mg/L，懸浮物SS將從20mg/L調高至5mg/L，磷P將從1mg/L調高至0.5mg/L。為了實現污水廠出水水質的提高，需在生化處理沉淀池后，消毒池前，增加污水深度處理單元。

一、城市生活污水提標處理的3種典型工藝路線

1.流程圖（圖1）

2. 3種工藝路線的應用

2.1 當需要將SS從20mg/L降低至5mg/L以下，并且沒有去除P的任務時，選擇路線Ⅰ。即只需要在生化懸浮液沉淀池之后，消毒池之前增加精密過濾機即可。精密過濾機能直接降低SS，間接降低P和COD。通過選擇適宜的過濾精度，SS的去除率可達75%以上，P的去除率可達30%以上，COD的去除率可達10%以上。

2.2 當需要將SS從20mg/L降低至5mg/L以下，同時需要將P從1mg/L降低至0.5mg/L以下時，選擇路線Ⅱ。即在生化懸浮液沉淀池之后，消毒池之前增加混凝反應器和精密過濾機。混凝反應器能讓磷酸根與鋁離子反應并析出懸浮物，然后由精密過濾機進行過濾分離。在這里混凝反應器作為精密過濾機的預處理設備使用。通過選擇適宜的藥劑投加量和反應時間，配合適宜的過濾精度，可讓SS的去除率保持在80%以上的同時，將P的去除率提高至70%以上，同步將COD去除率提高至30%以上。

2.3 對于某些收集管道中含有工業污水的城市污水廠，或者是初期設計標準不高，又或者是后期超水量運行的城市污水廠，其生化懸浮物沉淀池的出水SS會遠遠高于 20mg/L，P會遠遠高于1mg/L，這時需要選擇路線Ⅲ。路線Ⅲ與路線Ⅱ不同之處是在混凝反應器與精密過濾機之間扦入混凝沉淀池，目的是讓大部分混凝反應后的懸浮物沉淀下來，用吸泥機去除，而精密過濾機只是過濾混凝沉淀池的上清液。其結果會減小過濾負荷，大大提高精密過濾機的處理能力，但混凝劑的投加量會多一些。

二、深度處理設備的工作原理

1.混凝反應器（圖2）

混凝反應器外殼為不銹鋼制造，內置自動加藥機和3級機械攪拌機。電機采用變頻技術，使加藥量可調、攪拌強度可調。方便用戶根據水質、水量的變化來調整混凝反應效果，并讓污水進入精密過濾機之前得到良好的預處理，使污水中液固兩相在精密過濾機內得到更好的過濾與分離。

2.精密過濾機（圖3）

濾前水來自混凝反應器，自流進入濾筒內表面，依靠重力作用，透過濾網，從濾筒外表面排出，實現濾網過濾，水中的懸浮物被截留在濾網內表面，并隨著旋轉濾筒進入清洗區，由清洗裝置進行濾網清洗，清洗下來的濾渣由濾渣盤收集，通過排污管排出；設備連續進水、連續出水、連續排污，濾網連續清洗再生，清洗水采用濾后水，整個過濾過程全自動進行。

3.過濾介質的選定方法

用于城市污水處理廠深度處理的精密過濾機，其過濾介質即濾網的選定，是決定過濾效果好壞的關鍵。

3.1 首先，我們要根據污水中懸浮物的粒度分布、懸浮物形狀和要求的去除率來選擇過濾精度。

某污水處理廠水中懸浮物粒度分布如圖4所示，我們根據粒度分布測定儀顯示的粒度分布和顯微鏡下懸浮物的形狀，選擇過濾精度為20um的過濾網。使SS的去除率達到80%以上。

3.2 其次，我們要選擇正確的濾網編織方法：

常用過濾網的編制方式主要由以下幾種方式：

（a）席型平織；

（b）席型斜織；

（c）斜紋編織；

（d）平紋編織。

席型平織和席型斜織承載能力強，但屬側面非規則孔徑進行空間過濾，容易藏污納垢，難沖洗，且過濾介質厚度較厚，濾速較低。

平紋編織和斜紋編織均為表面方孔過濾，易沖洗，且過濾介質厚度較薄，濾速較高。又由于斜紋編織網面的承載強度高于平紋，因此采用斜紋平織編織方式是最正確的選擇。

3.3 然后，我們要將柔性濾網加固成能承受壓力和機械傳動力的剛性濾網

為了提高過濾網的承載強度，我們采用316L材質進行編織。

為了進一步提高過濾網的承載能力，我們在濾網1的兩個平面上，采用無縫焊接技術裝上加強骨架2和3（結構如圖5所示）。

于是，一種創造性的污水深度處理重力過濾網制造出來了，它是由不銹鋼316L材質制造的，厚度為10μm～50μm，濾速在300m/h以上的，單層平織無焊加固濾網。該濾網在中國申請了專利。

用戶評價該濾網具有網孔分布均勻、承載能力強、耐磨損、耐腐蝕、易清洗再生等特點。圍繞該濾網設計的精密過濾機，與其他同用途過濾設備相比，具有無可比擬的優點。

三、某污水處理廠應用精密過濾機對污水進行深度處理的實例數據

1.工藝選擇：路線Ⅱ，混凝反應器+精密過濾機；

2.處理量：30000m?/d，濾速選擇315m/h；

3.加藥量：10ppm；

4.反洗水量：0.5%；

5.用電量：240度電/日；

6.過濾前后數據比較見表1。

結語

混凝反應器和精密過濾機作為關鍵的污水深度處理設備，被廣泛應用于污水廠出水水質的提高和污水回用工程，在水處理行業，精密過濾機被歸類為微濾設備，用于超濾膜保護。

參考文獻

[1] GB18918-2002，城鎮污水廠污染物排放標準[S].

[2] GB/T18920-2002，城市污水再生利用，城市雜用水標準[S].

[3]中華人民共和國專利證書，ZL 2013 2 0238879.4[P].一種旋轉濾筒用濾網.