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常见问题

彗星式纤维束滤料在新型D型滤池中的应用

时间:2021/05/18点击:

摘要:近年米,彗星式纤维束滤池技术在净水处理系统中得到了广泛应用。陕西渭河煤化工集团有限责任公司3期净水处理系统采用孔室旋流加隔板回流组合型反应池、斜管沉淀池、新型D型滤池组成为主体的处理工艺处理,出水水质稳定,保证了生产装置的工业用水需求,从而创造了良好的经济和环境效益。

彗星式纤维束滤料在新型D型滤池中的应用

渭化集团公司3期原水系统于2010年10月底投入运行,设计规模为3.12×104m3/d。净水处理装置采用孔室旋流加隔板回流组合型反应池、斜管沉淀池、新型D型滤池组成的常规处理方法,以去除沈河地表水中所含有的泥沙、悬浮物及胶体物,使其浊度≤1mg/L;最后再与未经处理的白杨水源地1级加压泵站来的地下水,在清水池中按1:1比例混合,混合水再通过441C加压泵送往各给水管网。本文以渭化集团公司新型D型滤池为例,对该过滤技术进行了深入探讨,为其今后工程应用提供了可推广和借鉴的经验。

1 新型D型滤池的优点

新型D型滤池是一种在V型滤池结构基础上改进,并以新型慧星式纤维滤料为技术核心的结构先进、性能优良的重力式高效滤池。新型慧星式纤维滤料是在传统彗星式滤料结构基础上改进的更加科学的过滤体。适用于中、小型给水及污水深度处理系统,近年来被广泛应用于各种净水处理和工业废水的深度过滤处理单元,是石英砂等颗粒状滤料滤池的更新换代工艺。

新型D型滤池在原水预处理处理的工艺中,运行稳定,出水水质良好,并有一定的抗冲击负荷能力。新型D型滤池的滤速大约是砂滤的2~3倍,在工业用水紧张的实际情况中,相对其它滤池有比较大的优势。

2 净水系统设计进出水的水质

根据渭化原水水源及工业用水的实际要求,渭化集团3期净水处理系统进、出水水质指标见表1。

表1 设计进水、出水水质

项目 进水水质 出水水质
浊度/NTU ≤20(短期≤30) ≤1(进出浊度≤30时,出水浊度≤2)

3 净水处理系统工艺流程

渭化集团3期净水系统是配套双醋项目的生产供水、循环水补充水、消防用水建设的。考虑到生产用水出水水质要求严格等因素,决定选择孔室旋流加隔板回流组合型反应池、斜管沉淀池、新型D型滤池的组合工艺。图1所示为该净水处理系统工艺流程图。

彗星式纤维束滤料在新型D型滤池中的应用

该净水处理工艺结合混凝剂、混凝剂及消毒剂的投加,主要去除沈河地表水中所含有的泥沙、悬浮物及胶体物。

4 新型D型滤池结构组成及工作原理

新型D型滤池由池体、滤料、滤板、布水系统、布气系统、滤料密度调节装置、管道、阀门、反洗水泵、反洗风机、电气控制系统等组成。采用彗星式纤维束滤料作为滤元,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、过滤阻力小等特点,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。新型D型滤池运行时,纤维密度有一定的滤层压缩量,使滤层孔隙度沿水流方向逐渐缩小,密度逐渐增加,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,彗星式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。

新型D型滤池工艺简图如图2所示。

彗星式纤维束滤料在新型D型滤池中的应用

对滤料的清洗采用水洗—气水合洗—水洗的工艺,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。

5 新型D滤池的技术性能参数

新型D型滤池设计进水量为0.36m3/s,设计滤速为17.4m/h,强制滤速为20.8m/h,主要性能参数详见表2。

表2 新型D型滤池性能参数表

滤池格数(格) 4
反洗水强度,L/s·m2 6
清洗空气强度,L/s·m2 30
截污容量,kg/m2 15-35
滤前水浊度/NTU ≤10
滤后水浊度/NTU ≤1
清洗水压力/Mpa 0.1-0.15(滤池反洗入口)
清洗空气压力/Mpa 0.05
清洗时间/min 15-20
反冲洗方式 水-气水-水

滤池分为4格,池体为钢混结构,为2层建筑。反冲洗采用独立气水分配系统,布水布气系统为穿孔管形式,反冲洗方式还可根据现场实际情况灵活调整。

反洗气:BK7018型罗茨风机2台(1用1备),为滤池反冲洗提供气源。单台风机Q=35.5m3/min,风压0.051MP,电机功率Pe=45kW,采用单独控制,两台风机能够相互切换,轮番启动,互为备用,即连续两次反洗采用不同反洗风机;当1台风机故障,自动切换到另1台风机。

反洗水:反冲洗水泵(型号200TIS250B)2台(1用1备),为滤池反冲洗提供水源。单台水泵Q=400m3/h,H=14m,电机功率Pe=22kW,水泵为单级泵。两台反冲洗水泵能够相互切换,轮番启动,互为备用,即连续两次反洗采用不同反洗水泵,当1台水泵故障,自动切换到另1台水泵。

6 滤池的运行与控制

滤池正常工作时为全自动运行,运行采用变水位运行方式,当运行周期和运行液位达到设定值后即进行反冲洗。反冲洗分为气冲—气水冲—水冲洗3阶段,各部分时间根据现场调试情况和进出水质进行调整。在自动运行状态下,滤池一般根据设定的运行周期(一般为12~24h)和滤池运行液位控制反洗,2种情况的任何一种都控制滤池的运行状况。当滤池液位到达上液位,而其它设定值未到达,滤池停止过滤进行反冲洗,反冲洗结束后滤池处于休闲状态只有当水位到达下液位时才启动滤池进行过滤;当过滤时间达到设定的过滤时间,而其它设定值未到达,滤池也停止过滤进行反冲洗,反冲洗结束后滤池处于休闲状态只有当水位到达下液位时才启动滤池进行过滤。每次只能反洗1格滤池,依次轮流逐格反洗。反洗风采用罗茨风机反洗,反洗风经反洗进气阀通过布气系统进入滤料层。反洗水采用离心水泵反洗,反洗水采用滤后水,从滤池总出水池取水,经反洗进水阀通过布水系统进入滤料层,由反洗排水槽收集经过排水阀和排水总管道自流入回收水池。

滤池其控制系统采用触摸屏和现场可编程序控制器(PLC)控制,分为手动/自动控制方式。滤池的运行和反洗采用1台PLC集中控制各滤池的电动阀门及配套反洗风机、反洗水泵及出口电动阀门,PLC控制柜配置1台触摸屏以便调整滤池运行和反洗参数。各格滤池配备1台电动阀门控制柜实现就地控制。

每格滤池配套有进水闸门、清水出口阀门(调节型)、反洗进水阀门、反洗进气阀门、反洗排水阀门5个电动阀门(见图2),以及反洗风机出口阀、排空阀,反洗水泵出口阀。电动阀门具有全开、全关两种状态;反洗风机和反洗水泵有运行、停止和故障等3种状态,通过人机界面可监视这些状态。

7 处理效果

目前,该滤池经过连续3年多的水质监测,新型D型滤池出水水质均达到工业用水的要求见表3。表3中所列数据为从2012年1月至2012年12月的均值。

表3 污水厂实际进水、出水水质

时间 浊度/NTU
原水 滤池进水 滤池出水
2012-01 2.07 1.29 0.56
2012-02 1.88 1.25 0.65
2012-03 2.27 1.95 0.33
2012-04 1.76 1.65 0.89
2012-05 3.78 2.49 0.34
2012-06 3.27 2.90 0.39
2012-07 5.90 4.04 0.77
2012-08 5.11 4.27 1.17
2012-09 6.34 5.05 1.13
2012-10 8.01 6.02 0.97
2012-11 7.63 3.09 0.89
2012-12 2.90 2.16 0.39

渭化集团公司3期净水系统采用新型D型滤池工艺,在水源为地表水的因季节及雨量的变化原水浊度变化较大的情况下,基本可以使出水水质长期稳定达标。新型D型滤池在渭化集团净水处理系统的成功运行,是保证后续生产装置连续稳定运行的前提。