D型濾池在污水處理廠中應用的工藝原理

文_何亞鵬 瀚藍環境股份有限公司

1 D型濾池的簡介

D型濾池是采用新型的彗星式纖維濾料取代傳統石英砂濾池的新技術，主要采用的是彗星式纖維濾料（如圖1所示），該濾料既具有沖洗容易，可重力自適應形成濾床的優勢，又有纖維濾料精度高，納污能力強的優點，因此被稱為“長毛的砂子”，是污水處理廠提標改造的首選。D型濾池還擁有部分自主研發的部件，例如阻力配水系統，長柄濾頭以及恒水或者變水位過濾方式等，有效地保障了D型濾池的高濾速及高去除濾，同時也鞏固了D型濾池納污能力強及反沖洗容易等優勢。

圖1 D型濾池彗星式纖維濾料

在過濾時，濾層孔隙度沿水流動方向逐漸縮小，密度逐漸增大，相應濾層孔隙直徑逐漸減小，深層過濾效果較好。當濾層被污染需清洗再生時，采用氣水混合擦洗的工藝和復合纖維濾料，可有效恢復濾料的過濾性能。D型濾池的控制可采用手動控制和自動控制兩種方式，可根據用戶需要制定。采用先進的配水配氣系統，徹底避免了反洗時配水配氣的不均勻，其特有的高強度攔截裝置，可保證濾料在反沖洗時不會流失；反沖洗耗水率低（1%～2%），運行費用較低。具有鋼制和混凝土兩種殼體，圓形和方形兩種結構形式，根據用戶和實際需要選擇，較大程度節約投資費用，另外其抗負荷沖擊能力強，截污量大，一般為10～27.5kg/m3（濾料），遠高于石英砂，能經受短時間內高濁度水的沖擊，而仍然保證出水水質。由此可見，D型濾池具備傳統快濾池的主要優點，同時運用了高效纖維過濾技術，多方面性能優于傳統快濾池，是一種實用、新型、高效的濾池。

2 D型濾池的工藝說明

D型濾池在污水處理廠中的工藝環節如圖2所示。

圖2 D型濾池在污水處理廠中的工藝環節

如圖2所示，在污水處理整個工藝環節中，前端工藝出水流至D型濾池進行過濾，去除水中的主要懸浮物和總磷，濾池出水進入反洗水池用于濾池的反洗，其余水流至后續處理工藝。D型濾池的反洗廢水送入污水廠污泥處理系統，本方案中不作考慮。濾池采用氣水聯合反沖洗。反洗空氣由羅茨風機提供，反洗水來自反洗水池。D型濾池成為了前端污水出水與反洗水池中間的橋梁。

3 D型濾池的工作原理

D型濾池的工作原理是采用絮凝加藥裝置在原水經增壓泵增壓后，往原水投加絮凝劑，經過濾系統管路進入D型濾池，絮凝劑均勻混合將原水中的細小固體顆粒懸浮物在折板反應池進行微絮凝反應，快速生成體積大于的絮體，在D型濾池內經863濾料過濾被截留，清水經過濾器底部出水管流出。其中所提的863濾料是一種新型的過濾材料，它采用理論物理學原理——非線性科學的分形結構理論來指導設計的，該濾料最顯著的特征是其不對稱結構和分形結構。它既具有纖維濾料過濾精度高和截污量大的優點，又具有顆粒濾料反沖洗洗凈度高和耗水量少的優點，由該濾料形成的濾床空隙率分布接近理想濾料的結構。在該濾床的橫斷面（水平）上空隙率分布均勻，確保了過濾時水流通道大小的一致性，其直接效果是截污量均勻，水流短路現象得以避免。在該濾床的縱斷面（垂直）空隙率分布由上至下逐漸減少，空隙率沿濾床縱斷面呈上大下小的梯度分布，該結構十分有利于水中固體懸浮物的有效分離，即濾床上部脫附的顆粒很容易在下部窄通道的濾床中被捕獲而截留。正因為863濾料組成的濾床所具有的獨特性，因此D型濾池得以實現高速和高精度的過濾。

4 D型濾池的過濾階段

4.1 初濾階段

初濾階段主要是將濾池的“原水進水方閥門”和“初濾出水閥門”處于全開狀態，“清水出水閥門”“反沖進水閥門”“反沖排污閘門”“反沖進氣閥門”處于全關狀態，初濾運行3～5min（視水質情況而定）后，停止初濾，進入下一階段過濾工藝。

4.2 過濾階段

過濾階段是將濾池的“原水進水方閥門”和“清水出水閥門”處于全開狀態，“初濾出水閥門”“反沖進水閥門”“反沖排污閘門”“反沖進氣閥門”處于全關狀態，運行6～12h或濾池水位到達智能設定的最高過濾水位（視水質情況而定）后，停止過濾，進入下一階段氣沖工藝。

4.3 氣沖階段

氣沖階段是待濾池自動收到反沖洗信號或手動反沖洗濾池時（反沖洗程序啟動）時，關閉“原水進水方閘門”， 同時打開“反沖洗排污閘門”。5min后關閉清水出水閥即啟動反沖洗第一個程序—“氣沖”，開始對濾池進行反沖洗，氣沖開始前先將濾池的“反沖進氣閥門”“反沖排污閥門”“原水進水閥門”處于全開狀態；“初濾出水閥門”“清水出水閥門”“反沖進水閥門”處于全關狀態，待應開的閥門全開，應關的閥門全關后，再開啟“反沖洗風機”對濾池進行氣沖，運行8～15min后，進入下一階段氣水沖工藝。

4.4 氣水沖階段

氣水沖是將濾池的“反沖進氣閥門”“反沖排污閘門”“反沖進水閥門”處于全開狀態，“原水進水閥門”“初濾出水閥門”“清水出水閥門”處于全關狀態，待應開的閥門全開，應關的閥門全關后，開啟“反沖洗風機”和“反沖洗水泵”對濾池進行氣水沖，運行8～10min后，進入下一階段水沖工藝。

4.5 水沖階段

水沖階段是將濾池的“反沖進水閥門”“反沖排污閥門”處于全開狀態，“原水進水閥門”“初濾出水閥門”“清水出水閥門”、“反沖進氣閥門”處于全關狀態，待應開的閥門全開，應關的閥門全關后，開啟 “反沖洗水泵”對濾池進行水沖，運行約3～5min后，此時一個循環過程完成，其循環過程為“初濾（3～5min）—過濾（6～12h）—氣沖（8～15min）—氣水沖（8～10min）—水沖（3～5min）—初濾”（注：以上時間視進水水質情況調節，僅供參考）。

5 結語

隨著我國科學技術水平逐漸提升，促使城市化進程不斷加快，城市生活污水產量不斷增加，推動城市生活污水處理廠提標改造，因此我國應在污水處理廠技改方面投入了大量的人力、物力及資金。在污水處理廠提標改造的過程中，D型濾池被使用得非常廣泛。

本文以某污水廠（一期）項目為例，重點對D型濾池的工作原理進行了說明，特別是D型濾池在污水處理廠中的地位及作用以及D型濾池的工作原理，在此基礎上，進一步分析了D型濾池在工作過程中，初濾、過濾、氣沖、氣水沖，水沖等5個階段，并且著重分析了每個階段的注意事項及工作原理，這5個階段各注意的事項不同，停留時間也有所差異，是D型濾池在工作過程中最為重要的部分。本文對D型濾池工作原理的說明，以期為后期污水處理廠工程建設提供一定的理論指導。