濾池集匯論文
城市污水處理設施是現代化城市經濟發展和水資源保護不可或缺的組成部分。近年來，我國中央政府、各級地方政府及有關部門對城市污水治理十分重視，同時加大了對污水治理的資金投入和治理力度，使我國在污水處理廠的建設方面取得了巨大進展，濾池得到了廣泛應用。隨著節能降耗的大力提倡，我們將濾池的工作原理、升級改造以及先進發展方向等方面情況作個集匯，以此供水業朋友們參考。
眾所周知，濾池過濾的目的，有的用來取出水中的懸浮物，以獲得濁度更低的水;有的用來去掉污泥中的水，以獲得含水量較低的污泥。一般濾池外部由濾池池體、進水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及其附件組成;濾池內部由沖洗水排出槽、進水渠、濾料層、墊料層(承托層)、排水系統組成。
●高速濾池、快濾池和慢濾池
它是按濾速大小標準來分類。應用石英砂或白煤、礦石等粒狀濾料對自來水進行快速過濾而達到截留水中懸浮固體和部分細菌、微生物等目的的池子。目前快濾池已經發展為多種形式，如無閥濾池、雙閥濾池、虹吸濾池和移動沖洗罩濾池等。普通快濾池的運行管理方便，但閥件多，滲漏多，需有專設沖洗設備。
●無閥濾池
一種沒有閥門的快濾池，分重力式和壓力式兩種。在運行過程中，出水水位保持恒定，進水水位則隨濾層的水頭損失增加而不斷在吸管內上升，當水位上升到虹吸管管頂，并形成虹吸時，即自動開始濾層反沖洗，沖洗廢水沿虹吸管排出池外。重力式無閥濾池操作管理十分方便，能自動反沖洗，便檢修時清砂不方便;壓力式無閥濾池可省去二級泵站，但清砂也不方便，工作周期短，沖洗操作控制較嚴格。
●壓力濾池
在密閉的容器中進行壓力過濾的濾池。其優點是濾池可以用鋼制，靈活性大，并可以與除鹽水處理或軟化處理串聯適用，也可作為一次進化處理省去2級泵站。缺點是清砂不方便，工作周期短，用鋼材制造時耗鋼材較多。
●虹吸濾池
以虹吸管代替進水和排水閥門的快濾池形式之一。濾池各格出水互相連通，反沖洗水由其他濾水補給。每個濾格均在等濾速變水位條件下運行。
●移動沖洗罩濾池
濾池上部設有可移位的沖洗罩，對各濾格按須序依次進行沖洗的濾池。它由若干小濾格組成，并具有同一進水和出水系統。
●粗濾料濾池(V型濾池)
V型濾池一般采用較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層;就原先的虹吸濾池而言，他大大的提升了過濾及反沖洗的自動化控制，另外由于采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗;明顯提升了濾池的反沖洗效果，改善過濾能力的再生狀況，從而增大濾池的截污能力，降低了濾池的反沖洗頻率。V型濾池、翻板濾池、虹趿濾池優缺點比較表優點 缺點
V型濾池
(1)采用氣水反沖洗加表面掃洗，反沖洗效果好。
(2)采用V型槽進水(包括表掃進水)，布水均勻。
(3)運行自動化程度高，管理方便。
(4)采用均質濾料，濾料含污能力較強。
(5)反沖洗時，濾料微膨脹，可減少濾池深度，土建費用較虹吸濾池省。
(1)設備費用、運行電耗較其他型濾池高。
(2)土建施工技術要求高。
(3)反沖洗水量較大(占產水量2.6%，其中
待濾水占1.27%，濾后水占1.33%)。
翻板濾池
(1)采用雙層濾料，濾料含污能力強。
(2)采用氣水反沖洗，由于反沖洗時關閉排泥水閥，高速反洗，反沖洗效果好，耗水量少(按反沖洗周期24h計，反沖洗水量僅占產水量1.56%)。
(3)土建結構簡單，投資較省，施工方便。
(4)反沖洗時不會出現濾料流失現象。
(5)運行自動化程度高，便于管理。
(1)設備較多，一次投資較大。虹吸濾池
(1)進水、出水采用虹吸管，取代了進、出水大型閥門。
(2)虹吸濾池運行由水力自動控制，運行、管理較方便。
(3)虹吸濾池不需要反沖洗水泵、鼓風機等設備，設備費用、運行電耗較V型濾池、翻板濾池省。
(4)采用雙層濾料，濾料含污能力較強。
(1)池深大，土建費用高。
(2)反沖洗耗水量大(占產水量3.8%)。
(3)反沖洗效果較氣水反沖洗濾池差。
●曝氣生物濾池
這是一種新型生物膜法污水處理工藝。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質)的作用，其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節省了后續沉淀池(二沉池)，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好：運行能耗低，運行費用省。曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機負荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節約30%)、不會產生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質好等優點，但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS≤100 mg/L，最好SS≤60 mg/L)，因此對進水需要進行預處理。同時，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。曝氣生物濾池的應用范圍較為廣泛，其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的功能。但根據目前的研究和應用情況，仍有好多問題有待研究：生物膜的特點及其快速啟動的方式;生物氧化功能和過濾功能之間的相互關系;反沖洗過程中生物膜的脫落規律;進一步拓寬曝氣生物濾池的應用范圍，研究其在水處理問題中如何與其他工藝相結合;它的核心介質——濾料的研究與生產的國產化將會促進該工藝在國內的應用。
●纖維轉盤濾池
纖維轉盤濾池的作用在于去除污水中以懸浮狀態存在的各種雜質，提高污水處理廠出水水質，使處理水SS達標。纖維轉盤濾池結構由用于支撐濾布的垂直安裝于中央集水管的平行過濾轉盤串聯起來組成。一套裝置過濾轉盤數量一般為2～20個，每個過濾轉盤是由6小塊扇形組合而成。過濾轉盤由防腐材料組成，每片過濾轉盤外包有濾布。反沖洗裝置由反洗水泵、反抽吸裝置及閥門組成，排泥裝置由排泥管、排泥泵及閥門組成，排泥泵與反洗水泵為同一水泵。
纖維轉盤濾池的過濾介質是纖維毛濾布，它是由有機纖維堆織而成，其絨毛狀表面由尼龍纖維織成，同時以聚酯纖維做為支撐體。在干燥狀態下，纖維毛呈直立狀態，浸濕后，纖維毛便會耷拉下來，形成濾布介質有3～5 mm的有效過濾深度，且當量孔徑只有10 ym，可以使固體粒子在有效過濾厚度中與過濾介質充分接觸，將超過尺寸的粒子俘獲。濾布的深度能夠存儲俘獲的粒子，減小反沖洗流量，同時還可減少正常運行時水頭損失。在反洗狀態下，與反抽吸裝置相靠近的纖維毛又會直立起來，方便纖維毛中的雜質排出，可以清洗徹底。
纖維轉盤濾池的運行狀態包括：過濾、反沖洗、排泥狀態。
◆過濾：外進內出，污水重力流進入濾池，使濾盤全部浸沒在污水中。為了使各濾池布水均勻并且使進水盡
量產生低擾動，在濾池中設有布水堰。污水通過濾布過濾，過濾液通過中空管收集后，重力流通過出水堰排出濾池。整個運行過程中過濾均為連續的，即便在反沖洗過程中，過濾仍在進行。
◆清洗：過濾中部分污泥吸附于纖維毛濾布中，逐漸形成污泥層。隨著濾布上污泥的積聚，濾布過濾阻力增加，濾池水位逐漸升高。通過設置在濾池內的壓力傳感器監測池內液位變化，當該池內液位到達清洗設定值(高水位)時，PLC即可啟動反洗泵，開始清洗過程。反洗時間和周期可以調整。濾布上的污泥通過反抽吸裝置，經由反洗水泵，排出濾池體外進入廠區排水系統。清洗時，濾池可連續過濾。
過濾期間，過濾轉盤處于靜態，有利于污泥的池底沉積。清洗期間，過濾轉盤以0.5～1 r/min的速度旋轉。反洗水泵負壓抽吸濾布表面，吸除濾布上積聚的污泥顆粒，過濾轉盤內的水自里向外被同時抽吸，并對濾布起清洗作用。瞬時沖洗面積僅占全過濾轉盤面積的1%左右。反沖洗過程為間歇。正常清洗時，2個過濾轉盤為一組，每次清洗一組濾盤，通過自動切換抽吸泵管道上的電動閥控制，纖維轉盤濾池一個完整的清洗過程中各組的清洗交替進行，其間抽吸泵的工作是連續的。當進水水質突然惡化，反沖洗周期≤15 min時，系統將啟動應急措施，同時啟動2～4臺反沖洗泵，對2～4組過濾轉盤(4～8個轉盤)進行反沖洗，直到反沖洗周期恢復正常。
◆排泥：纖維轉盤濾池的過濾轉盤下設有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉積減少了濾布上的污泥量，可延長過濾時間，減少反洗水量。經過一設定的時間段，PLC啟動排泥泵，通過池底穿孔排泥管將污泥回流至廠區排水系統。其中，排泥間隔時間及排泥歷時可予以調整。
另外，濾池前的處理系統出現故障時，可啟動排泥系統以發揮清空濾池的作用。
“內進水”與“外進水”轉盤過濾設備分析比較
轉盤過濾設備目前主要分兩類，一類為所謂的“內進水轉盤過濾設備”，為污水從內往外流，即污水由中心管流入，通過濾盤過濾后流入濾池池體內，琥珀轉盤濾池、西門子轉盤濾池、海樂轉盤濾池和NORDIC轉盤濾池就屬于“內進水”過濾設備;另一類為所謂的“外進水轉盤過濾設備”，為污水由外向內流，即污水先流入濾池池體，通過濾盤過濾后流入中心管出水。上面介紹的纖維轉盤濾池就屬于“外進水”過濾設備。
“內進水”與“外進水”轉盤過濾設備工作方式：
“內進水”過濾設備是按照轉鼓過濾方式進行工作，機械是由一系列水平安裝并可旋轉的過濾轉盤構成，轉盤安裝在中央管軸之上，正常運行時，浸泡體積只有40%，反洗時最大水浸泡體積可達60%，每轉盤由各單一不銹鋼組件組成，組件表面為網狀結構，污水從內向外穿流過濾，然后過濾液體從機械的端部流出，過濾其間，轉盤開始處于靜止狀態，在重力作用之下固體物質沉積在篩網之上，隨著過濾時間的延長，的固體物質所覆蓋。這一現象會導致壓力差上升，在到達預先設置的最大壓力差時，轉盤開始緩慢旋轉，沖洗棒按一定節奏對過濾面上沉積固體物質進行清理，通過一水泵，將過濾處理后的水向噴頭提供沖洗水，沖洗射流溶解固體物質，通過組件之下安裝的泥漿料斗將反沖洗水排出箱體，在清理過程時，污水過濾過程不會中斷。為將濾盤沖洗干凈，反沖洗泵揚程較高，一般為60～70 m。
“外進水”過濾設備在過濾操作中，水進入主水箱并通過濾布進入中央集水管中，隨著固體物在濾布表面及內部的不斷積累，流動阻力或水頭損失隨之增加。當通過濾布的水頭損失增加并達到預先設定水位時，轉盤需要進行反洗。反洗開始后，轉盤保持在浸沒狀態，并以一定的速度轉動，設于轉盤兩側與排泥泵相連的真空吸入裝置將濾后水從其集水管內抽出，并使之通過濾布進入真空裝置，而轉盤不停旋轉，通過這種逆向流動可去除截留于濾布表面及內部的顆粒。另外，過濾轉盤下設有斗形池底，有利于池底污泥的收集。只需根據進水水質調整排泥周期，啟動排泥泵通過池底排泥管將污泥排出。
(1)內進水的過濾介質是由聚酯或不銹鋼絲編織而成，間隙不均勻，其號稱間隙為10 ym，實際上其間隙在顯微鏡下檢測達30 LLm以上。所謂的內進水的轉盤過濾設備實際上就是一種超細格柵(其早期圖紙上的名稱就叫超細格柵)。
(2)內進水的過濾介質間隙達30I.Lm以上，又不均勻，所以其過濾精度差，據用戶檢測結果顯示有近一半的數據SS都超過了10 mg/L，平均值勉強低于10 mg/L; SS不能小于5 mg/L這對加藥后除磷達標很不利。
(3)內進水對于原來水中的漂浮物如塑料布、樹葉等根本無法去除，最終會堵塞在進水管中。
(4)據流體力學介紹，間隙小于30 hcm沖洗的'有效水量僅為反洗總水量的1/5左右，到間隙為10rl,m沖洗的有效水量僅為反洗總水量的1/10左右，且很難保證沖洗水量的均勻分配。間隙在10～30 ym的網狀濾布，由于經緯線的交錯作用極易掛住纖維等絲狀雜物，這為藻類的生長又提供了很好的落腳點，高壓沖洗基本不可能把這些東西沖走，時間一長就會越長越多。無錫某污水處理廠用了內進水的設備僅半年就要定期用高壓水槍進行人工輔助清洗。
(5)內進水設備配備的反沖洗水泵功率是同處理量外進水過濾設備的30～40倍，反洗頻率是10～30倍，其耗電量和耗水量都要大得多。
(6)因為要反沖洗濾布的外面不能設支撐，所以內進水設備的單盤分的塊數要比外進水的多一倍以上達到14塊(外進水只有6塊)，濾盤上濾布有效的過濾面積要低10%左右。
(7)內進水設備是從中心管內進水，反沖洗水也要從中心管出來，其最高的水位不能高于反沖洗水的出水槽，所以內進水設備的過濾液位在其盤片上大部分時間在40%的面積上，一到50%左右馬上就得反洗。因此內進水設備過濾面積的計算考慮到其中心管面積和每塊的角鐵支撐面積其過濾面積不會超過濾盤總面積的40%。
(8)內進水設備的反沖洗水取之過濾后的水，其噴嘴的間隙很小，時間一長有堵塞的現象，如不能及時發現更換，濾布沒有被清洗的這個圓環面就會堵塞的很嚴重，就是換上好的噴嘴也清洗不掉。
(9)內進水反沖洗水取之過濾后的水，這與砂濾池相同，萬一發生前端的工藝事故，沒有了濾后水或需要連續反沖洗濾后水不夠的情況下，就很難恢復使用。
(10)由于內進水設備的浸沒面積只有40%左右，所以相同處理量需要的設備臺數和盤數要多很多，占地面積也要大1倍左右。
(11)內進水設備中的多臺設備的工藝布置不合理，每臺設備僅用一個閘門來調節，很難做到配水的均勻。由于沒有堰口的跌落，各臺設備池內的水位高度都一樣，由于制造的誤差，每臺設備池內的液位計不可能調到一致，當一臺設備反洗時液位下降就會影響其它池內的液位，不能保證每臺設備獨立工作，就會有個別臺數的設備總也達不到設定的反洗液位，造成個別設備最終失去過濾的功能。
(12)經過在濾池進行的物化除磷試驗顯示，由于絮凝劑的加入，增加了污水的粘性，使得沖洗的有效水量僅為反洗總水量的1/20，而其濾布30 ym左右的孔隙不可改變，因此濾盤的清洗效果差，反洗頻率迅速加大。
(13)內進水設備，濾盤需要定期化學清洗，采用鹽酸或硫酸，并配合次氯酸鈉，以清除濾盤的有機垢和無機垢。
(14)內進水設備附屬的泵閥等設備質量較差，有腐蝕現象。
(15)部分反洗管道外露，由于反洗是間歇運行的，如果在寒冷地區運用的話，存在冰凍問題，易將管道、閥門等凍裂。
目前國內下水道內的污物極多，很多生活垃圾都進入下水道，最終進入污水處理廠，雖然經過了廠區的預處理以及生化沉淀等過程，但仍有一些物質漂浮水面，特別是預處理效果不好的一些廠區，情況就更嚴重。它們對過濾系統的影響和破壞是不可忽視的，對相應的維護、維修問題影響巨大，事關運行的安全性、穩定性。
“外進水”過濾形式為外進內出，即污水先進入濾池，過濾后的污水進入中心管，這樣，濾前水中即使有較大的漂浮物，對濾池運行的影響也很少。一方面可以人工打撈，另一方面可以通過反抽吸系統排出濾池。而如果這些物質進入“內進水”的濾池，布條、塑料袋等污物將堵在濾盤內部，無法取出，后果不堪設想，必須要將盤片卸下后清洗才能解決。
除塑料袋等漂浮物外，在污水處理廠運行過程中其他事故也不可避免。如，由于空氣閥門損壞，二沉池的翻泥等，此時活性污泥(其SS濃度將高達3 000～4 000 mg/L)將流入濾池。對于“外進水”轉盤濾池來說，可以通過池底的排泥管，2h之內就可以清洗干凈，恢復生產。但這樣的事故一旦發生，對于“內進水”轉盤濾池來說，后果將不堪設想，反沖洗根本無法將這些泥水排出，必須要將盤片卸下后清洗。總結纖維轉盤濾池的獨特設計，其具有以下優勢：
(1)出水水質好，耐沖擊負荷強;
(2)占地面積小;
(3)設備閑置率低，總裝機功率低;
(4)反洗水量小，對前處理工藝影響小;
(5)清洗徹底，無需預加氯;
(6)運行自動化;
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