水處理設(shè)備知識:濾池在污水深度處理中的應(yīng)用
1、V型濾池
先說說V型濾池吧,V型濾池還特么是法國得利滿公司開發(fā)的一種重力式快濾池,你說高盧雄雞沒事做就想著玩水,我國多種基礎(chǔ)性、廣泛性的沉淀及過濾類的池型都這公司弄出來的,結(jié)果玩著玩著兄弟內(nèi)訌,就把自己玩沒了。言歸正傳,V型濾池有幾個很顯著的特點,一是恒水位等速過濾,這個很重要,恒水位等速過濾保證了各格過濾效果的一致性,二是主要采用勻濾料石英砂過濾,一般濾層有1m-1.2m厚,比一般快濾池要厚一些,截污能力要好一些,濾速相對要高一些。說到濾速,目前筆者見過最快濾速的濾池是法國威立雅公司,好吧,還是法國人,法國威立雅公司研制的TGV高速濾池,我見過的最高強制濾速高到20m/h,夠快的,這里科普一下什么叫做強制濾速純水設(shè)備,強制濾速就是說,你在清洗某一格的濾格的時候,其它格的濾速實驗室純水設(shè)備。而且V型濾池過濾周期也比普通快濾池要長,一般出水效果要好,三是V型濾池獨特的V型進水槽,這個也是他的名字由來,四沖洗階段中的表面掃洗也是用這個V型槽來洗,V型濾池的布水是均勻而合適的。V型濾池補水主要是以長柄濾頭為主,沒見過的小伙伴網(wǎng)上問問度娘,一大把,他的反沖洗過程主要有4個階段,氣沖-汽水沖-水沖-表面掃洗,每個階段的時常及沖洗強度都可以進行微調(diào),但氣源和水源都需要單獨的水泵和風(fēng)機,他的整體閥門主要可以采用氣動或者電動閥門。
作為在我國推廣極為成功的濾池,在實際運用中最讓用戶不爽的,那就是跑砂,實際上跑砂不是V型濾池的專業(yè),大凡有氣沖和汽水沖兩個流程的濾池,他都會跑砂,所以V型濾池對施工的要求是嚴(yán)格的,對配水配氣系統(tǒng)要反復(fù)調(diào)試,避免生產(chǎn)后大量跑砂的問題出現(xiàn)。一般V型濾池?fù)Q砂遵循一下幾個方面,一是有條件的地區(qū),測試砂層的含泥量,超過3%的部分應(yīng)該換砂;二是沒那么有條件的地方,發(fā)現(xiàn)濾速明顯變慢,濾池有雍水情況,反沖洗無效的,應(yīng)該換砂;三是,很窮的地方,你就抓一把起來,發(fā)現(xiàn)節(jié)團或者板結(jié)的應(yīng)該換砂。
在實際運行中,V型濾池一般是不加藥的,但是他能不能加藥呢?實際上是可以的。這里引用一個概念,微絮凝概念,微絮凝就是說在原水中加入絮凝劑之后,經(jīng)快速混合形成肉眼看不見的微絮凝體時,就直接進入濾池進行過濾,有實踐表明,在V型濾池中投加的PAC在1-2mg/l的時候,微絮凝效果是不錯的,對總磷和濁度都有一定去除,但是V型濾池的砂層級配、厚度和濾速表征了他并不是適合拿來做微絮凝的好濾池(主要是停留時間和較容易板結(jié)),我說這個主要是為了下一期要說的大頭,深床濾池拋個磚頭出來,此外,所有濾池都不能投加PAM,否則你的沙子就報廢了,即使是深床濾池也不行,不信,歡迎試試。
2、深床濾池
深床濾池是上世紀(jì)美國的迪諾拉公司于上世紀(jì)40年代發(fā)明的(DENORA)并開始運用在鋼鐵廠廢水中,到了70年代后開始運用于美國的佛羅里達(dá)州的市政污水廠中,如今廣泛運用于我國的污水廠提標(biāo)改造中,實驗室純水設(shè)備無論是一級A出水水質(zhì),還是準(zhǔn)四類出水水質(zhì),都能看到廣泛運用,目前國內(nèi)深床濾池三巨頭是迪諾拉、賽萊默和歐盛騰。
深床濾池的全名叫做反硝化深床濾池,和V型濾池一樣也主要采用石英砂作為反硝化的掛膜介質(zhì),但是這個石英砂不同的廠家不大一樣純水設(shè)備,后面會有提及,是保障硝態(tài)氮及懸浮物去除的構(gòu)筑物。他脫氮的基本原理簡單概括一下。由于石英砂介質(zhì)的比表面積較大,具有一定深度的深床濾池可以較好的避免穿透現(xiàn)象純水設(shè)備,在前端工藝發(fā)生異常情況下,也可以取得較好的SS去除的作用,在脫氮的方面需要在深床濾池投加適量的碳源,附著在石英砂表面上的反硝化細(xì)菌,將為硝態(tài)氮完成一定的脫氮過程,而且深床濾池濾速較慢而床深較大,所以對反硝化的停留時間較好。在反硝化中,硝態(tài)氮不斷被還原成氮氣,這樣在砂層中就會不斷積累氮氣,所以深床濾池會有一個驅(qū)氮模式,以保證深床濾池的濾速使得濾池不會雍水。一般來說,驅(qū)氮模式每次持續(xù)2-5分鐘,主要是水沖,周期在2-4小時不等。
此外,深床濾池由于池深較深。而且濾料較“粗”相對于(普通快濾池和V濾池而言),所以更加適合使用微絮凝進行直接過濾除磷,什么是微絮凝上期已經(jīng)說過,這期不在多說,所以在深床濾池的攪拌段投加適量的PAC就可以達(dá)到微絮凝的效果,達(dá)到去除總磷的目的。這些就是深床濾池的基本特性,下面談?wù)勆畲矠V池的一些其它特點和日常運用。
深床濾池作為深度處理的常用構(gòu)筑物廣泛運用于各大污水處理中,顧名思義,深床濾池自然比普通濾池要深,一般V型濾池的床深在1-1.2m左右,但深床濾池池深可在1.8-2m甚至更深(主要看工程需要),在常規(guī)濾速下,給深床濾池帶來的足夠的反應(yīng)和接觸時間,為他脫氮除磷帶來了充分的時間,深床濾池的配水配氣系統(tǒng),大致和V型濾池相同,但布置不大一樣,配水系統(tǒng)采用濾磚為主,濾磚除了又兼顧了反沖洗的氣沖和水沖的要求,前文提到了濾料采用石英砂為主,但是實際上不少深床濾池還有自己的特殊濾料,比如迪諾拉公司采用的是硅砂濾料,實驗室純水設(shè)備對不均勻系數(shù)要求更加嚴(yán)格純水設(shè)備,而且對硬度和球形度都有要求,這就保證了濾沙的長久性和耐用性,特種濾沙也不容易在反沖洗中跑砂,減少了運營的成本。
不同深床濾池對進水的SS要求是不同的,筆者見過最強的是進水SS可以達(dá)到100毫克升以上,出水SS還能達(dá)到一級A的,但是大多要求進水的SS在20毫克升以下。深床濾池對于脫氮是有碳源要求的,一般以乙酸鈉和甲醇為主,在使用過程中必須啟動驅(qū)氮程序,否則氮氣在砂層中積累及其容易雍水,造成處理量下降,但是驅(qū)氮相對也增加了污水廠的運營成本和水的浪費,筆者認(rèn)為,如采用碳源投加還應(yīng)把注意力放在生化段不要過多的對深度處理段報太大的期望,筆者同事做過統(tǒng)計,實際上生化單脫氮的效果和深度段一樣,成本還低,而且不會有過投的風(fēng)險,所以建議能在二級處理的就放在二級處理。
現(xiàn)階段我國深床濾池主要用作2個作用,一是去除SS,一是去除總磷,用作脫氮的并不多。深床濾池去除總磷優(yōu)點很多,他不會受到污水的MLSS的干擾(MLSS也會和PAC或者PAM結(jié)合沉淀下來,無形中浪費藥劑),也不會對生化處理產(chǎn)生影響,產(chǎn)泥量還低,是很好的除磷手段,深床濾池對PAC的投加量有極高的耐受性,筆者嘗試過的最大投加量可以達(dá)到20毫克升,但投加點很講究,有時候在深床攪拌機處未必是最好的投加點,如投加點混合不好,可以往前移動,比如污水提升泵房處,但是有一點要注意的是,濾池絕對不得加PAM,絕對不行,如果有廠家說他的濾池可以投,那么這個廠家就要引起重視。
不少廠家宣傳深床濾池能同時脫氮除磷,實際上是不現(xiàn)實的,因為無論脫氮還是除磷都需要加藥,這就造成濾速顯著變慢,會造成大量雍水純水設(shè)備,顯著減少污水廠產(chǎn)量,這是可怕的,為什么會雍水,這個其實也很簡單,砂層既截留PAC的絮體,又會附著氮氣,這兩個本身就會互相影響,都占著大量砂層資源,水體過流量就會顯著下降,造成雍水,所以說在聽廠家吹牛的時候,要來污托幫看看,別人用過的怎么說
3、濾布濾池
濾布濾池實際上也不是我們中國自己的技術(shù),而是美國的AQUA公司的技術(shù),當(dāng)然現(xiàn)在被國家仿制的很多,,其發(fā)明之初主要是拿來去除SS還兼顧去除一些TP的,就過濾新式而言,據(jù)筆者了解,大致有三種,一種是用得較為廣泛的轉(zhuǎn)盤型濾布濾池,這個在設(shè)計手冊第三冊上有說,一種是鉆石型的濾布濾池,這個也是AQUA公司的技術(shù),但是運用的地區(qū)不多,主要可以運用在提標(biāo)或者技改中,比如有一個現(xiàn)成的濾床直接加濾布上去,這種形式在青島的婁山河污水廠有用,最后一種是同臣環(huán)保發(fā)明的板型濾布濾池,這個是國產(chǎn)自主研發(fā)的。
濾布濾池主要是靠纖維濾布對SS和已經(jīng)形成的絮體進行過濾,主要過濾介質(zhì)就是濾布,所以叫做濾布濾池。同臣環(huán)保的板型濾布濾池純水設(shè)備,筆者了解的比較少,不了解則不談?wù)?。先說一下鉆石型的濾布濾池,這種形式的濾布濾池形式上較為簡單,就是在濾床上布置濾布,利用濾布的孔隙進行過濾,在水頭損失達(dá)到一定后,進行反沖洗(反沖洗在轉(zhuǎn)盤型統(tǒng)一說),比較類似砂濾,因為用得實在太少也不詳細(xì)論述了,這里主要說一下轉(zhuǎn)盤型的濾布濾池,轉(zhuǎn)盤型的濾布濾池進入中國比較早,早在2000年左右就在無錫的蘆村污水廠就有使用了,后續(xù)如昆明普照污水廠、無錫梅村污水廠都有使用。轉(zhuǎn)盤濾池的過濾過程比較簡單,在一個預(yù)制好的濾床中裝入纖維轉(zhuǎn)盤,這個轉(zhuǎn)盤由一條中空管道和多個纖維轉(zhuǎn)盤(纖維布布置余轉(zhuǎn)盤的前后端)組成,中空管道穿入各纖維轉(zhuǎn)盤之中(想一下羊肉串),在濾床一側(cè)有堰槽,污水加壓或重力自流通過堰板后,進入轉(zhuǎn)盤濾池中,并從纖維布中流過,SS被纖維布截留,完成過濾的過程實驗室純水設(shè)備,過濾后的污水通過中空管道流入出水總渠中。濾布濾池的反沖洗很有意思,它和沙濾池完全不同,砂濾池主要靠正壓沖,它主要靠負(fù)壓吸。簡單輪速一下反沖的過程,在每個濾床上有水位監(jiān)測的液位計,達(dá)到預(yù)制液位后即開始反沖洗動作(水位提高后表明水頭損失已不符合要求),負(fù)壓泵開始動作,將濾布表面的SS吸走,此時濾床水面開始下降,到正常設(shè)定水位后停止反沖洗,如此周而復(fù)始。實際與設(shè)計手冊有所不同的是,在反沖洗過程中,其水位實際上是不下降,但是轉(zhuǎn)盤確實是在反沖洗中才勻速旋轉(zhuǎn),大概在每分鐘1轉(zhuǎn)左右,反沖洗的吸程約在-0.06Mpa左右純水設(shè)備,這個吸程不是越大越好,太大容易損壞濾布,太小吸不干凈,濾布現(xiàn)今主要有10um和5um兩種,前者主要用在一級A標(biāo)準(zhǔn)中,后者主要用在高于一級A標(biāo)準(zhǔn)中。濾布濾池的濾盤直徑一般在2米左右,現(xiàn)在也有做到3米的,反沖洗設(shè)備的布置國產(chǎn)和進口不大一樣,美國人認(rèn)為應(yīng)該充分利用吸頭和美觀,所以他的反沖洗系統(tǒng)是在地下看不到的,國產(chǎn)的往往是在地上面能看到的,這個區(qū)別很有點意思。
影響濾布濾池過濾的因素除了沖擊負(fù)荷、流量負(fù)荷等幾個常規(guī)因素外,主要有2個,其一就是材料,就是纖維布;其二就是纖維布的編織,這個進口纖維布的編織是專利,目前不公開,這個實際上很好理解,我們國家根據(jù)地域不同,有蜀繡、有蘇繡、湘繡等,每種刺繡都有特點,從實際使用年限來看,AQUA的濾布壽命可達(dá)7-10年,但是國產(chǎn)濾布為3-5年,差別很大,但是價格也相差很大,所謂一分錢一分貨。在日常維護中,使用單位發(fā)揮了不少主觀能動性,有錢的濾布堵了直接換,沒錢的拆下來進工業(yè)洗衣機,洗好再用。濾布濾池前段也可加入一定的PAC藥劑,加藥量必須適中,絕不能投加PAM, 由于濾布濾池濾速很快(6-16m/h)相對停留時間就很短純水設(shè)備,所以前段要解決好加藥后的絮凝問題,且進入濾池的SS不易超過20毫克/升,更加不要投加過量,否則PAC貼在濾布上就只好拆下來清洗了。前面提到的工業(yè)洗衣機怎么洗,根據(jù)現(xiàn)場觀察。。。直接上洗潔精。。吧。
濾布濾池實際上是一種簡單好用的工藝,一個5萬噸/日處理規(guī)模的污水廠,其濾布濾池工藝占地十分節(jié)約,僅用2格濾床就可以完成,而且濾床深度不深,節(jié)約了很多的土建費用,但是由于國產(chǎn)濾布質(zhì)量不敢恭維,所以給推廣上帶來阻礙。純水設(shè)備,實驗室純水設(shè)備,南通水處理設(shè)備,南通去離子水設(shè)備。醫(yī)院用水處理設(shè)備,醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。
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