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随着淡水资源的日益短缺和需水量的不断增加,污水的回收和再用已成为解决水资源短缺的有效措施之一。城市污水处理厂二级处理出水水量、水质稳定,污染物含量较低,经常规的深度工艺即可满足城市回用水的要求,而这部分回用水量可占到城市总需水量的1/3。滤布滤池系统是一种新发展的表面过滤系统。它与砂滤同属于颗粒过滤范围,过滤等级为10μm。滤布滤池系统与砂滤相比,在技术和经济指标方面都有很多优势。它具有处理效果好、水质水量稳定、能耗低(高程损失仅为0.3m)、过滤的水头损失小、反冲洗时间短、占地面积小(仅为常规工艺的1/2)和维护使用简便等特点。该工艺早就被欧美一些国家的污水处理厂采用,作为城市污水的后续深度处理单元,达到进一步提高水质的目的,目前在我国对滤布滤池工艺的应用也较为广泛，主要设置于常规活性污泥法、延时曝气法、SBR系统、氧化沟系统、氧化塘系统等领域。一、设备简介滤布滤池工艺是一种将过滤截留和沉淀集中在同一滤池内同步完成的高效水处理工艺，特别适合于污水处理厂提标一级A排放改造和污水回用深处理领域。滤布滤池的过滤组件包括中心管/过滤转盘、反冲洗系统、污泥去除系统、中心传动系统及支架支撑系统。滤布滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。工作原理如下：污水处理厂二级出水重力流入滤池,通过滤布过滤后,滤过液通过中空管收集,经溢流槽排出滤池。过滤过程中,部分较轻的污泥吸附于滤布外侧,形成泥饼。过滤期间,滤盘处于静态,滤布滤池设有斗型池底,有利于较重的污泥沉淀到池底。污水通过滤布过滤，过滤液通过中空管收集后，重力流通过出水堰排出滤池。整个运行过程中过滤均为连续的，即便在清洗过程中，过滤仍在进行。随着滤布上污泥的积累,滤布过滤阻力增加,滤池水位逐渐升高。通过设置在滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当该池内液位到达清洗设定值（高水位）时，PLC即可启动反洗泵，开始清洗过程。滤布上的污泥通过反抽吸装置，经由反洗水泵，排出进入厂区排水系统。清洗时，滤池可连续过滤。一般设置高程为0.1~0.3m,该工艺的水头损失远小于常规的过滤工艺。滤布滤池的过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量，可延长过滤时间，减少反洗水量。经过一设定的时间段，PLC启动排泥泵，通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中，排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。滤布滤池中试装置选用的滤布是一种尼龙针状结构,由聚酯支撑,过滤时针状结构下垂形成过滤层,反冲洗泵开启后,在泵的抽吸作用下,针状结构展开,滤布表面和过滤层中的污泥通过反冲洗泵抽吸排出。反冲洗期间,滤盘以1r/min的转速旋转。反冲洗泵利用滤池内的水抽吸冲洗滤布表面,去除滤布上积聚的污泥颗粒,并排出反冲洗水,因此滤布滤池系统不需要设置单独的反冲洗清水池。沉淀到池底的污泥,定期启动排泥泵,通过池底排泥管排放。滤布及其滤布状态：(a)干燥状态(a)浸湿状态（C）过滤状态（D）反抽吸状态抽吸口二、组成部件说明1、中心管装置采用304不锈钢，驱动链轮齿选用耐磨、耐腐蚀的材料，配件扣件：304不锈钢。中心管的设计：2、滤布滤盘每个滤布滤盘由六个独立分片组成一个整圆，滤盘骨架材质为工程塑料，由两片整体压塑的盘片组合而成，滤盘骨架表面平整，骨架的方格大小一致。滤布的材质为人造纤维，在底布上编织上纤维毛组成滤布，当量孔径小于10μm，滤布整体罩在滤盘骨架外侧固定。滤布/框架的装配构造可以使得每一个分片都能够比较容易的从中心管道上移开，而不使用特殊工具，并允许在装置顶端移动和更换滤布。更换滤布和盘片可在运行现场进行更换，并且不需要使用特殊工具。3、反冲洗及排泥系统反冲洗及排泥系统反冲洗及排泥系统：设备的反冲洗及排泥系统由反冲管道、反冲泵组成。反冲洗系统可根据过滤水头自动冲洗或定时反冲洗，同时可以手动进行反冲洗操作。反冲洗泵用于负压抽吸将滤布上截留的污物冲洗下滤布后排出池外。反冲洗泵与液位联动控制，当滤布阻力到达设定值时，其反冲洗泵自动开启对滤布进行冲洗，同时抽吸盘开始旋转。（3）驱动装置每个过滤器包括一个驱动装置，驱动装置由驱动电机、驱动轴、齿轮箱、驱动齿、304不锈钢驱动链条和一个304不锈钢的链条罩组成，齿轮箱为平面螺纹型。驱动电机电源380V/50Hz/3相交流电。驱动轴承的设计寿命不小于10年。设备运行噪声≤70dB。5）进、出水堰板进、出水堰板材质均为304不锈钢，厚度3mm。。6)固定支架及部件每一个滤池都要安装合适的安装支架来固定滤池的配件，所有的安装支架都为304不锈钢。8)配套仪表每套设备应配套一个压力液位计。液位计采用德国进口E+H品牌。三、电气自控说明每套微过滤器设备配备一台电控柜，系统正常工作时为全自动运行，其控制系统采用可编程序控制器（PLC）控制，分为手动/自动两种控制方式。集中控制各滤池的反洗水泵及旋转电机。每套微过滤器电控柜配置1台触摸屏，以便实地调整滤池运行和反洗参数。每套微过滤器设备配备一台压力传感器，以便监视池内运行液位和控制反洗。在自动运行状态下，微过滤器根据设定的池内运行液位控制反洗，达到设定值即进行反洗。本地PLC还预留了与上位机通讯接口，将各台设备的运行状况上传至中控以便对其进行远程监控，通讯方式以太网协议或rofibus-DP协议。控制系统作用：实行自动控制和手动控制操作。控制箱工作电源：380/220VAC，50Hz起动方式：全压直接启动配电用的空气开关具有短路及过载保护，并设热保护元件用于电机的过载保护。控制箱触摸屏设开—停按钮，自动—手动转换开关，紧急停车按钮，单项设备的开—停—故障指示，所有控制及保护回路分开，按钮及指示灯相匹配。所有与机械设备配套的电气控制箱就近设置在机械设备旁。四、设备运行成本分析1）装机功率计算单台水泵装机功率1.5kw，单套设备设2台水泵，单套设备水泵装机功率3kw；单台滤盘驱动电机装机功率0.75kw；单台电动球阀装机功率=0.09kw，单套设备设有7台电动球阀，单套设备电动球阀装机功率0.63kw；以上为设备主要用电设备，其余各弱点设备用电功率忽略不计设备总装机功率=3kw+0.75kw+0.63kw=4.38kw；结论：滤池设备总装机功率为4.38kw。2）运行功率计算滤池单次反洗耗电设备为两台水泵3Kw、两个电动阀0.18Kw和驱动电机（0.75kw）；单套反洗一次耗时4min；44；反洗频率按照2h反洗一次，每天反洗12次；则滤池运行功率（按每小时计）=(3kw+0.18kw+0.75kw)×(4min/60min)×12次/24hour=0.13kw3）单位产水量能耗计算吨水能耗=0.13kw×24hour/2880m3=0.0001kw.h/m3；4）系统电费计算（按运行时间计）电费按照0.6元/度计；每日运行按24hour计；每年运行按365日计；滤池系统每日电费=0.6元/度×0.13kw×24hour=1.9元；滤池系统每年电费=1.9元×365日=693.5元。5）备品备件消耗计算本系统消耗备品备件为滤布，滤布使用寿命≥3年，按每三年更换一次滤布计算：滤布价格=5100元/盘，本工程纤维转盘滤池系统共有10盘，则每三年更换滤布费用=5100元/盘×10盘=51000元，则平均每年更换滤布费用=51000/3年=17000元，则平均吨水更换滤布费用=17000/365日/2880m3=0.016元五、纤维转盘过滤与传统砂滤的应用比较与传统的砂滤相比，纤维转盘独特的设计原理和结构使它具有突出的优势。在工艺流程上，纤维转盘过滤系统可省掉鼓风机房、反冲洗泵房、提升泵房和预加氯单元；在运行管理上，该系统具有运行费用低、出水稳定及管理维护简单等优势。1.传统砂滤工艺流程（见图3）2.纤维转盘过滤工艺流程（见图4）以国内某实际项目（设计水量5万m3/d，Kz=1.2）深度处理过滤单元为例，就V型滤池与纤维转盘滤池工艺的设计、投资、占地面积、运行费用、建设运行管理等方面进行对比，结果如下表所示。（1）实现连续过滤，出水水质好，水量稳定，且耐冲击负荷，适应性强，进水水质SS≤20mg/L，瞬时峰值可达到80mg/L。（2）过滤及反洗效率高，平均滤速实际可达15m3/m2·h，有效过滤面垂直摆放且附属设施少，所以大大减少了占地面积。（3）反抽吸强度达333L/m2·s，可实现多种反抽吸组合，清洗彻底，不易长生物垢，过滤设备前不需设置预加氯系统。（4）反洗水量小，与处理水量的比≤1％，实际工况下反冲洗间隔时间一般为2h，每个滤盘的冲洗时间为1～2min。因此，反洗水量可以比较均匀地返回到前处理系统，不会对前处理工艺产生影响。（5）整套系统运行自动化，维护简便，过滤形式为外进内出，纤维滤布的内侧不被污染，外侧污染的清除和恢复很快。实际运行中，滤前处理系统的事故即使有较大的漂浮物或跑料的填料，对滤池的影响也较小，恢复也很快。（6）单台设备的规格齐全，2,000～50,000t/d不等，单台设备中的机械设备较少，故障概率和故障率均较低，滤布磨损较小（寿命3年），即使有异常损坏，滤盘也易于更换，更换一个盘仅需10分钟。（7）整个系统采用模块化设计，与外部的接口较少，设计周期和施工周期短，安装快捷。（8）设备简单紧凑，附属设备少，整个过滤系统的投资低，设备闲置率低，总装机功率低，运行费用低。3.工程应用实例目前，具有自主知识产权的纤维转盘过滤系统已形成成套设备，单台处理量可实现500～50,000m3/d，池体可做成混凝土池和钢结构两种。以葫芦岛市新区污水处理厂提标改造工程3万m3/d污水过滤处理工程为例，设2座纤维转盘滤池，在原有V型滤池土建的基础上只增加了两个堰墙就节省了2/3的占地面积。主要设计参数为：进水水质SS≤20mg/L；出水SS≤10mg/L；滤速≤10m3/m2·h；单盘有效过滤面积为5.2m2；水头损失内部为0.3m；反冲洗泵Q=30m3/h，H=9m，N=2.2kW；反洗水量≤1%；瞬时反洗面积为1%；旋转驱动电机1.1kW。运行期间，经过100天的连续监测，进水SS平均浓度在15mg/L左右，出水SS平均浓度在7mg/L左右。4结语当前我国水环境污染和水资源短缺的问题仍比较严重，国家针对污水排放的标准以及污（废）水深度回用处理的要求也日趋严格，国产纤维转盘过滤系统正是在这种背景下对传统过滤方式和结构原理进行了改革，通过自主研发试验成功，目前已成功应用于福州市浮村污水处理厂、江苏吴江市平望镇污水处理厂和昌邑海洋水业有限公司污水厂等全国30多个市政污水处理项目中，市场反响良好。该技术2011年成功确认为国家重点环境保护实用技术，可为我国广阔的城市污水一级A排放及中水回用污水深处理市场提供优质高效的过滤服务。