污水处理厂提标改造过滤工艺比选
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污水处理厂提标改造过中南设计研究总院有限公司 武汉 430010
摘要：针对城镇污水处理厂的提标改造工程，介绍了活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘 滤池和磁混凝滤池的技术特点及其各自的优缺点，为污水处理厂提标改造提供参考。 关键词：提标改造，活性砂滤池，纤维转盘滤池，磁混凝滤池
Abstract: aiming at the town of sewage treatment plant DiBiao renovation project, introduced the term, efficient fiber active sand term, fiber turntable ponds and magnetic flocculation term of technical characteristics and their respective advantages and disadvantages, for sewage treatment plant DiBiao transformation to provide the reference. Key words: DiBiao transformation, active sand ponds, fiber turntable ponds, magnetic flocculation ponds
置、纤维束滤料、滤板、布气装置、布水装置。设备运行时水流经纤维滤料层，软性纤维滤 料在水流阻力作用下被压实，滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小，纤维密度逐渐增大，实现 了深层过滤。当滤层截污到一定程度需清洗再生时，在反洗水作用下纤维滤层被放松，使滤 料恢复自由状态，对滤料进行气水混合反洗，可有效地恢复滤元的过滤性能。 2.2 高效纤维滤池技术特点： � � � � � 过滤速度快，一般为 20～30m/h； 占地相对较小； 设备均国产化，有利于日后维护管理； 设备费用较高； 滤池水头损失较大，运行费用较高；
3. 纤维转盘滤池 3.1 工艺概况 纤维滤盘过滤器是目前世界上最先进的过滤器之一， 主要用于废水的深度处理与中水回 用，目前在全世界已广泛采用了该项技术。其主要特征为处理效果好，出水水质高，出水稳 定，连续运行，承受高水力及悬浮物负荷能力强，全自动运行，操作及保养简便，运行费用 低，土建费用低及占地极小等。 纤维转盘滤池用于污水的深度处理， 设计水质： 进水 SS＝20~50mg/L ， 出水 SS≤5mg/L， 浊度≤2NTU，实际运行出水更优质，一般出水浊度在 1 左右或更低。 3.2 工艺运行原理 污水重力流或压力流进入滤池，滤池中设有挡板消能设施。污水通过滤布过滤，重力流 通过溢流槽排出滤池。过滤中部分污泥吸附于纤维滤布外侧，逐渐形成污泥层。随着纤维滤 布上污泥的积聚，纤维滤布过滤阻力增加，滤池水位逐渐升高。通过测压装置可监测滤池与 出水池之间的水位差。当该水位差到达反冲洗设定值时， PLC 即可起动反冲洗泵，开始反 冲洗过程。 3.3 纤维转盘滤池技术特点 （1）设计新颖。重力运行，根据水位差自动反冲洗。反冲洗期间连续过滤，过滤期间 滤池维持静态，滤盘仅于清洗旋转。 （2）占地面积小，滤盘垂直中空管设计，使小的占地面积即可保证大的过滤面积。 （3）运行自动化程度高。 （4）水头损失小，纤维转盘滤池进出水水头损失仅 0.3m。
污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部，经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。 在 此过程中，尾水被过滤，去除了水中的污染物。同时活性砂滤料中污染物的含量增加，并且 下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。 此时打开位于过滤器中央的空气提升泵， 将下层 的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。 滤砂清洗后返回滤床， 同时将清洗所产 生的污染物外排。
收系统。 4.4 主要缺点 （1）国内应用案例较少，磁混凝技术尚未全面推广； （2）与其他滤池相比，增加了磁粉投加费用及混合液回流电耗。 5 结论 （1）活性砂滤池过滤效率较高，运行费用低，水头损失大，主要适用于小型污水厂的 提标改造。 （2）高效纤维滤池滤速快，占地小，但水头损失大，设备费用高。 （3）纤维转盘滤池占地面积小，自动化程度高，水头损失小，但滤布维护费用高。 （4）磁混凝滤池占地面积小，除磷效果佳，运行费用低，但技术尚未全面推广。 （5）本文为污水厂提标改造工程工艺选择提供参考。 6 参考文献 [1]方志珍. 污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究 [D].安徽建筑工业学院，2010,5 [2] 梅 从明 , 魏 思宇 , 刘 锋 . 活 性砂 滤池 在污 水处 理厂 提标 改 造中 的应 用 [J]. 环 境科 技,2009.22(3):44
图 1 活性砂过滤器工作原理 活性砂滤料在提升泵的作用下呈自上而下的运动， 对尾水起搅拌作用。 过滤器内滤料能 够及时得到清洁， 抗污染物负荷冲击能力强。 活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身运行特 点，使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内可全部完成。 1.2 活性砂过滤器的技术特点 (1) 石英砂滤料层较厚，滤池较深，土建费用较高； (2) 过滤效率较高，过滤效果较好，无需停机反冲洗，运行费用低； (3) 水头损失较高，一般需要设置二次提升泵房，增加了运行费用； (4) 活性砂过滤器可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量，主要适应于小规模的污 水处理厂。 2.高效纤维滤池 2.1 工艺概况 高效纤维滤池是一种全新的重力式滤池，它采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元， 其滤料直径可达几十微米甚至几微米，具有比表面积大，过滤阻力小等优点。微小的滤料直 径， 极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能， 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，从而提高了过滤效率和截污容量。 为充分发挥纤维滤料的特长， 在滤池内从上至下依次设有反洗排水槽、 纤维密度调节装
污水处理厂提标改造过滤工艺比选
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 李亮， 张娜娜 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 城市建设理论研究（电子版） ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 2012(14)
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（5）采用水力反冲洗，反冲洗泵扬程高； （6）需更换滤盘滤布，年更换率约 5%。 4 磁混凝滤池 4.1 工艺概况
磁混凝工艺在常规中混凝沉淀工艺中添加了磁粉， 并使磁粉与混凝絮体有效结合。 由于 磁粉的比重大，因此大大增加了混凝絮体的比重，加快了絮体的沉降速度。磁混凝工艺同时 设置了污泥回流系统，使得污泥中磁粉及混凝剂循环使用，有利于节约混凝剂用量。剩余污 泥中经过磁粉回收后排出本系统。 4.2 磁混凝工艺技术特点 磁混凝工艺沉淀表面负荷可达 20~40 m3 / m2 h；同时具有优良的沉淀效果，可与普通石 英砂过滤相媲美。磁混凝工艺的技术特点是： （1）极短的混凝与沉淀时间，总计 HRT< 20 分钟，占地面积小； （2）沉淀出水 SS< 5 mg/L，浊度<1.0 NTU； （3）优异的除磷效果，TP < 0.02 mg/L； （4）由于系统内部具有 5 g/L 以上的磁粉，因此耐受流量及固体负荷冲击； （5）磁粉损耗低，折合费用 0.005 元/m3 。 4.3 主要优点 磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺，但是 SS 及 TP 可以直接达到一级 A 要求，因此比较 适合污水厂 SS 和 TP 的一级 A 提标，同时可去除部分 COD 和 BOD 5 。除了出水指标 SS 及 TP 外，在工程上磁混凝还有如下优点： （1）磁混凝水头损失较少，本质上是混凝沉淀工艺，较过滤水头损失很少，而出水达 到过滤的效果。磁混凝最低水位差约 0.6 m，主要体现在沉淀池出水槽跌水损失。 （2）磁混凝占地面积很小。10 万吨的双组磁混凝占地面积约 600 m2，常规老污水厂一 般能够满足此要求。对于新建污水厂，磁混凝较常规混凝沉淀过滤节约占地面积，非常容易 布置。在现状污水厂，往往有绿化等非生产富余面积，这些空余面积一般能够满足磁混凝的 面积需求。在发达城市，土地成本越来越高，磁混凝工艺节约土地的价值将越来越突出。 （3）运行费较低。对于城市污水的深度处理，磁混凝的运行药剂费很省，混凝剂 PAC 约 5~10 mg/L ， PAM 约 0.5~1.0 mg/L ，磁粉损耗率约 1.0 mg/L ，以上消耗品合计费用约 0.02~0.025 元/m3。磁混凝电耗大约 0.025 kWh / m3 ，主要体现在搅拌机、污泥泵以及磁粉回
中图分类号：[R123.3]
文献标识码：A
文章编号：
目前，我国绝大多数污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)中的一级 B 标准[1]，而执行一级 A 标准可以较大限度的对污水进行“除磷脱 氮”，减少对后续受纳水体的污染，出水可作为回用水，解决我国部分地区水资源紧缺的问 题。因此，进行城镇污水处理厂提标改造是水环境保护的要求，也是国家提出的节能减排的 要求。[2] 污水处理厂经过强化二级生物处理，仅需要去除SS时，可设置过滤单元。应用于污水 处理厂深度处理的过滤工艺有多种形式，包括活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池以 及高效磁混凝工艺，下面对这四种工艺作介绍，以供参考。 1.活性砂滤池 1.1 工艺概况 活性砂过滤器是一种集絮凝、 澄清、 过滤为一体的连续过滤设备 [3]， 广泛应用于饮用水、 工业用水、 污水深度处理及中水回用处理领域。 系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质 滤料，过滤与洗砂同时进行，能够 24 小时连续自动运行，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传 统大功率反冲洗系统，能耗极低，其工作原理如图 1 所示。
摘要：针对城镇污水处理厂的提标改造工程，介绍了活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘 滤池和磁混凝滤池的技术特点及其各自的优缺点，为污水处理厂提标改造提供参考。 关键词：提标改造，活性砂滤池，纤维转盘滤池，磁混凝滤池
Abstract: aiming at the town of sewage treatment plant DiBiao renovation project, introduced the term, efficient fiber active sand term, fiber turntable ponds and magnetic flocculation term of technical characteristics and their respective advantages and disadvantages, for sewage treatment plant DiBiao transformation to provide the reference. Key words: DiBiao transformation, active sand ponds, fiber turntable ponds, magnetic flocculation ponds
置、纤维束滤料、滤板、布气装置、布水装置。设备运行时水流经纤维滤料层，软性纤维滤 料在水流阻力作用下被压实，滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小，纤维密度逐渐增大，实现 了深层过滤。当滤层截污到一定程度需清洗再生时，在反洗水作用下纤维滤层被放松，使滤 料恢复自由状态，对滤料进行气水混合反洗，可有效地恢复滤元的过滤性能。 2.2 高效纤维滤池技术特点： � � � � � 过滤速度快，一般为 20～30m/h； 占地相对较小； 设备均国产化，有利于日后维护管理； 设备费用较高； 滤池水头损失较大，运行费用较高；
3. 纤维转盘滤池 3.1 工艺概况 纤维滤盘过滤器是目前世界上最先进的过滤器之一， 主要用于废水的深度处理与中水回 用，目前在全世界已广泛采用了该项技术。其主要特征为处理效果好，出水水质高，出水稳 定，连续运行，承受高水力及悬浮物负荷能力强，全自动运行，操作及保养简便，运行费用 低，土建费用低及占地极小等。 纤维转盘滤池用于污水的深度处理， 设计水质： 进水 SS＝20~50mg/L ， 出水 SS≤5mg/L， 浊度≤2NTU，实际运行出水更优质，一般出水浊度在 1 左右或更低。 3.2 工艺运行原理 污水重力流或压力流进入滤池，滤池中设有挡板消能设施。污水通过滤布过滤，重力流 通过溢流槽排出滤池。过滤中部分污泥吸附于纤维滤布外侧，逐渐形成污泥层。随着纤维滤 布上污泥的积聚，纤维滤布过滤阻力增加，滤池水位逐渐升高。通过测压装置可监测滤池与 出水池之间的水位差。当该水位差到达反冲洗设定值时， PLC 即可起动反冲洗泵，开始反 冲洗过程。 3.3 纤维转盘滤池技术特点 （1）设计新颖。重力运行，根据水位差自动反冲洗。反冲洗期间连续过滤，过滤期间 滤池维持静态，滤盘仅于清洗旋转。 （2）占地面积小，滤盘垂直中空管设计，使小的占地面积即可保证大的过滤面积。 （3）运行自动化程度高。 （4）水头损失小，纤维转盘滤池进出水水头损失仅 0.3m。
污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部，经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。 在 此过程中，尾水被过滤，去除了水中的污染物。同时活性砂滤料中污染物的含量增加，并且 下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。 此时打开位于过滤器中央的空气提升泵， 将下层 的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。 滤砂清洗后返回滤床， 同时将清洗所产 生的污染物外排。
收系统。 4.4 主要缺点 （1）国内应用案例较少，磁混凝技术尚未全面推广； （2）与其他滤池相比，增加了磁粉投加费用及混合液回流电耗。 5 结论 （1）活性砂滤池过滤效率较高，运行费用低，水头损失大，主要适用于小型污水厂的 提标改造。 （2）高效纤维滤池滤速快，占地小，但水头损失大，设备费用高。 （3）纤维转盘滤池占地面积小，自动化程度高，水头损失小，但滤布维护费用高。 （4）磁混凝滤池占地面积小，除磷效果佳，运行费用低，但技术尚未全面推广。 （5）本文为污水厂提标改造工程工艺选择提供参考。 6 参考文献 [1]方志珍. 污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究 [D].安徽建筑工业学院，2010,5 [2] 梅 从明 , 魏 思宇 , 刘 锋 . 活 性砂 滤池 在污 水处 理厂 提标 改 造中 的应 用 [J]. 环 境科 技,2009.22(3):44
图 1 活性砂过滤器工作原理 活性砂滤料在提升泵的作用下呈自上而下的运动， 对尾水起搅拌作用。 过滤器内滤料能 够及时得到清洁， 抗污染物负荷冲击能力强。 活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身运行特 点，使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内可全部完成。 1.2 活性砂过滤器的技术特点 (1) 石英砂滤料层较厚，滤池较深，土建费用较高； (2) 过滤效率较高，过滤效果较好，无需停机反冲洗，运行费用低； (3) 水头损失较高，一般需要设置二次提升泵房，增加了运行费用； (4) 活性砂过滤器可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量，主要适应于小规模的污 水处理厂。 2.高效纤维滤池 2.1 工艺概况 高效纤维滤池是一种全新的重力式滤池，它采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元， 其滤料直径可达几十微米甚至几微米，具有比表面积大，过滤阻力小等优点。微小的滤料直 径， 极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能， 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，从而提高了过滤效率和截污容量。 为充分发挥纤维滤料的特长， 在滤池内从上至下依次设有反洗排水槽、 纤维密度调节装
污水处理厂提标改造过滤工艺比选
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 李亮， 张娜娜 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 城市建设理论研究（电子版） ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 2012(14)
本文读者也读过(10条) 1. 邵志昌.陆少鸣.廖伟.陈小春.杨洁.陈江玲.Shao Zhichang.Lu Shaoming.Liao Wei.Chen Xiaochun.Yang Jie.Chen Jiangling 针对 O3-BAC工艺生物泄露问题后置砂滤池级配研究[期刊论文]-水处理技术2012,38(3) 2. 李宁.何志茹.朱元鑫.谭超 微污染水源水强化出水水质技术研究[期刊论文]-环境科学与管理2012,37(8) 3. 林丰.杨柳.范恩卓.LIN Feng.YANG Liu.FAN En-zhuo 江阴南闸综合污水处理厂提标改造工程设计[期刊论文]-中国给水排水 2012,28(6) 4. 胡常浩.李少文.陆少鸣.Hu Changhao.Li Shaowen.Lu Shaoming 上流式曝气生物活性炭滤池用于给水深度处理的启动[期刊论文]-水 处理技术2012,38(3) 5. 柳君.徐安峰.李鸿民 河南油田某水厂给水处理工艺改造与评价[期刊论文]-油气田地面工程2011,30(10) 6. 冯硕.张晓健.陈超.杨至瑜.FENG Shuo.ZHANG Xiao-jian.CHEN Chao.YANG Zhi-yu 炭砂滤池在饮用水处理中的研究现状及前景[期刊 论文]-中国给水排水2012,28(4) 7. 李微.梁建勋.裴剑.袁胜广.陈伟雄.Li Wei.Liang Jianxun.Pei Jian.Yuan Shengguang.Chen Weixiong 气提式连续砂滤池生物预处 理试验研究[期刊论文]-给水排水2011,37(11) 8. 廖日红.申颖洁.何绪文.战楠.刘操.LIAO Ri-hong.SHEN Ying-jie.HE XU-wen.ZHAN Nan.LIU Cao 生物强化滤池-O3-BAC系统对微污染 河水的深度净化研究[期刊论文]-环境科学与技术2012,35(6) 9. 宋慧敏.周小红.张永明.施汉昌.SONG Hui-min.ZHOU Xiao-hong.ZHANG Yong-ming.SHI Han-chang 基于微电极技术的反硝化滤池生物 膜特性分析[期刊论文]-中国环境科学2012,32(5) 10. 郭键勇.陆少鸣.Guo Jianyong.Lu Shaoming 中置曝气生物活性炭工艺曝气气水比优化研究[期刊论文]-水处理技术2012,38(2)
（5）采用水力反冲洗，反冲洗泵扬程高； （6）需更换滤盘滤布，年更换率约 5%。 4 磁混凝滤池 4.1 工艺概况
磁混凝工艺在常规中混凝沉淀工艺中添加了磁粉， 并使磁粉与混凝絮体有效结合。 由于 磁粉的比重大，因此大大增加了混凝絮体的比重，加快了絮体的沉降速度。磁混凝工艺同时 设置了污泥回流系统，使得污泥中磁粉及混凝剂循环使用，有利于节约混凝剂用量。剩余污 泥中经过磁粉回收后排出本系统。 4.2 磁混凝工艺技术特点 磁混凝工艺沉淀表面负荷可达 20~40 m3 / m2 h；同时具有优良的沉淀效果，可与普通石 英砂过滤相媲美。磁混凝工艺的技术特点是： （1）极短的混凝与沉淀时间，总计 HRT< 20 分钟，占地面积小； （2）沉淀出水 SS< 5 mg/L，浊度<1.0 NTU； （3）优异的除磷效果，TP < 0.02 mg/L； （4）由于系统内部具有 5 g/L 以上的磁粉，因此耐受流量及固体负荷冲击； （5）磁粉损耗低，折合费用 0.005 元/m3 。 4.3 主要优点 磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺，但是 SS 及 TP 可以直接达到一级 A 要求，因此比较 适合污水厂 SS 和 TP 的一级 A 提标，同时可去除部分 COD 和 BOD 5 。除了出水指标 SS 及 TP 外，在工程上磁混凝还有如下优点： （1）磁混凝水头损失较少，本质上是混凝沉淀工艺，较过滤水头损失很少，而出水达 到过滤的效果。磁混凝最低水位差约 0.6 m，主要体现在沉淀池出水槽跌水损失。 （2）磁混凝占地面积很小。10 万吨的双组磁混凝占地面积约 600 m2，常规老污水厂一 般能够满足此要求。对于新建污水厂，磁混凝较常规混凝沉淀过滤节约占地面积，非常容易 布置。在现状污水厂，往往有绿化等非生产富余面积，这些空余面积一般能够满足磁混凝的 面积需求。在发达城市，土地成本越来越高，磁混凝工艺节约土地的价值将越来越突出。 （3）运行费较低。对于城市污水的深度处理，磁混凝的运行药剂费很省，混凝剂 PAC 约 5~10 mg/L ， PAM 约 0.5~1.0 mg/L ，磁粉损耗率约 1.0 mg/L ，以上消耗品合计费用约 0.02~0.025 元/m3。磁混凝电耗大约 0.025 kWh / m3 ，主要体现在搅拌机、污泥泵以及磁粉回
中图分类号：[R123.3]
文献标识码：A
文章编号：
目前，我国绝大多数污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918-2002)中的一级 B 标准[1]，而执行一级 A 标准可以较大限度的对污水进行“除磷脱 氮”，减少对后续受纳水体的污染，出水可作为回用水，解决我国部分地区水资源紧缺的问 题。因此，进行城镇污水处理厂提标改造是水环境保护的要求，也是国家提出的节能减排的 要求。[2] 污水处理厂经过强化二级生物处理，仅需要去除SS时，可设置过滤单元。应用于污水 处理厂深度处理的过滤工艺有多种形式，包括活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池以 及高效磁混凝工艺，下面对这四种工艺作介绍，以供参考。 1.活性砂滤池 1.1 工艺概况 活性砂过滤器是一种集絮凝、 澄清、 过滤为一体的连续过滤设备 [3]， 广泛应用于饮用水、 工业用水、 污水深度处理及中水回用处理领域。 系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质 滤料，过滤与洗砂同时进行，能够 24 小时连续自动运行，巧妙的提砂和洗砂结构代替了传 统大功率反冲洗系统，能耗极低，其工作原理如图 1 所示。