摘要：結(jié)合國外先進(jìn)的連續(xù)過濾技術(shù)提供了有力支撐，針對原有的傳統(tǒng)過濾器進(jìn)行設(shè)備改造激發創作，過濾過程改為“上向流過濾”，濾料清洗技術(shù)采用“氣提洗砂”技術(shù)進一步意見。與改造前相比增幅最大，該濾塔結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)和檢修方便生產能力，工藝處理效率增加50％ 標準，效果穩(wěn)定，運(yùn)行成本降低50％ 應用擴展。在相關(guān)的濾料過濾器系統(tǒng)中體驗區，連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器改造技術(shù)符合我國水處理過濾行業(yè)現(xiàn)狀，并充分利用原有設(shè)備和設(shè)施活動上，通過最小投資獲得新技術(shù)革新有望，使過濾工藝簡單化，更適用于小型再生水回用系統(tǒng)導向作用。
關(guān)鍵詞： 污水處理方案；中水回用；過濾十大行動；連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器
中圖分類號：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001—6929(2005)05—0056—03
河北省某發(fā)電有限責(zé)任公司污水站自2003年10月投產(chǎn)以來左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求綜合措施。但是平流濾塔設(shè)計(jì)存在著不足可靠保障，濾料反沖洗效率低，導(dǎo)致反沖洗用水量增加設計標準，反沖洗周期從設(shè)計(jì)的2 d縮短到1 d開展，增加了運(yùn)行和管理成本互動互補。調(diào)查表明，挪威Nordic Water公司在全球已經(jīng)安裝了15 000多臺動(dòng)態(tài)砂濾(Dynasand)塔意向，其中在沙特阿拉伯的大型再生水回用工程中意料之外，安裝了216臺動(dòng)態(tài)砂濾塔。其他國家形式，如日本置之不顧、澳大利亞等，也相繼有類似產(chǎn)品應(yīng)用于污水處理數字化。這次技術(shù)改造方便，是在國外動(dòng)態(tài)過濾器技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)研究對該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收改革創新，采用“連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾”技術(shù)對該污水處理站1號知識和技能，2號平流濾塔進(jìn)行改造，并達(dá)到了預(yù)期的效果新模式。
l 平流濾塔改造原因
污水站采用的過濾裝置為普通平流濾塔(高4 m實現，直徑2．3 In)，改造前濾塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1提高。該濾塔采用雙層濾料可以使用，上層為石英砂，下層為水淬渣紮實，反沖洗方式采用大阻力配水系統(tǒng)氣水聯(lián)合反沖洗效高化。平流濾塔存在的問題：①反沖洗采用大阻力配水系統(tǒng)，每天反沖洗15n1in投入力度，消耗大量水資源和電能創造；② 在傳統(tǒng)的常壓反沖洗系統(tǒng)中，存在著反沖洗不徹底貢獻法治、濾料需要定期更換的問題設備製造。
2 連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾技術(shù)
2．1 技術(shù)簡介
“連續(xù)過濾”(continuous sand filter)是近年來國外研制成功的一種新型過濾技術(shù)，在此基礎(chǔ)上攻堅克難，各國公司分別開發(fā)了新型的一體化水處理過濾設(shè)備管理。挪威Nordic Water公司的Dynasand，在過濾器中完成混合雙向互動、混凝效率和安、過濾和反沖洗，連續(xù)過濾品牌、連續(xù)反沖洗深入開展，無需反沖洗泵和反沖洗水箱，是一種高效節(jié)能的水處理設(shè)備等形式。
“連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾技術(shù)”是在“連續(xù)過濾”技術(shù)的基礎(chǔ)上技術的開發，自行開發(fā)至關重要、設(shè)計(jì)和加工的新型過濾裝置，采用沸石濾料服務品質，粒徑為0．5～1．5 mm，孔隙率為20％ ～30％組成部分。天然沸石作為濾料不會(huì)增加水中有害金屬離子濃度影響，將其作為濾料應(yīng)用于連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器中，可顯著增強(qiáng)過濾單元去除懸浮物及氨氮的能力的過程中。連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的主要結(jié)構(gòu)如圖2所示發展契機。
過濾過程：經(jīng)生化處理或投加混凝劑后的原水，由進(jìn)水管進(jìn)入均勻旋流布水器促進進步，均勻旋流布水器對水流起消能作用發力，使水流平穩(wěn)地進(jìn)入濾層，均勻旋流布水器下端的布水板起到均勻布水的作用達到。原水中的懸浮物等污染物在自下而上通過濾層的過程中智能設備，被濾料截流下來，過濾水上升到砂水分離器頂部的出水溢流堰蓬勃發展，水流平穩(wěn)地進(jìn)入溢流堰特點，經(jīng)出清水管流出過濾器，過濾方式為上向流過濾重要性，整個(gè)過濾過程平穩(wěn)安全又進了一步。
反沖洗過程：在砂濾器的中心設(shè)置空氣提砂管，空氣提砂管直插過濾器底部多元化服務體系，在氣升泵人口將壓縮空氣通入時(shí)規劃，在砂濾器底部形成負(fù)壓，通過氣提作用帶動(dòng)砂濾器底部的臟砂一同上升深度，底部的臟砂從空氣提砂管底部提升到砂水分離器帶動擴大，砂粒隨水流進(jìn)入一體式砂水分離器。砂粒在反洗提升過程中與時俱進，一直受到氣體的攪動(dòng)性能、砂粒之間的摩擦和水流的剪切力，使砂粒同污染物分離綜合運用，在過濾出水與反沖洗出水水位差的作用下供給，提砂管內(nèi)氣提水混合洗砂器內(nèi)的沖洗水一同從排污管排出濾池。在重力的作用下實事求是，洗凈的濾料經(jīng)導(dǎo)流砂斗回到濾層進行探討，在濾池內(nèi)部完成濾料循環(huán)清洗過程。
2．2 過濾原理
連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器以微絮凝過濾技術(shù)為理論基礎(chǔ)服務水平，是微絮凝過濾技術(shù)與氣固液流態(tài)化工程反洗技術(shù)的綜合應(yīng)用最新。過濾原理屬于上向流過濾技術創新。
一般認(rèn)為，過濾原理包括機(jī)械攔截重要作用、沉淀及吸附等作用持續向好。過濾初始時(shí)，濾料孔隙較絕大部分待濾雜質(zhì)尺寸大充足，故其對懸浮雜質(zhì)的截留以吸附作用為主進展情況。隨著過濾的進(jìn)行，濾料顆粒表面逐漸為截留雜質(zhì)顆粒所占據(jù)綠色化發展，使孔隙尺寸變小而機(jī)械攔截作用加大至關重要。由于該設(shè)備采用孔隙尺寸較大(濾料粒徑為0．5～1．5 rain)的粗濾料過濾，在過濾初期效果，幾乎沒有機(jī)械篩濾作用使用，起主要作用的是吸附。在濾速(8 m／h)較低的條件下密度增加，濾料對大部分雜質(zhì)顆粒有效性，尤其是較小顆粒的機(jī)械攔截作用不明顯，吸附作用機(jī)理在上向流過濾中起主導(dǎo)作用機遇與挑戰。從水力學(xué)方面來看力量，在連續(xù)過濾時(shí)，砂濾料孔隙內(nèi)水流呈層流狀態(tài)提單產，它產(chǎn)生的速度梯度使微絮凝體不斷旋轉(zhuǎn)深入實施，當(dāng)其脫離自己的流線時(shí)，與砂粒接觸發展空間，就會(huì)產(chǎn)生足夠的吸引力被濾料吸附而從水中分離效果。
從膠體化學(xué)方面看，投加混凝劑后足了準備，混凝劑提供的大量正離子將擴(kuò)散進(jìn)入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層合作關系，r電位降低，為加強(qiáng)顆粒問的范德華力創(chuàng)造了條件深刻內涵。動(dòng)態(tài)連續(xù)過濾器以接觸絮凝作用為主傳遞，以機(jī)械篩濾及沉淀作用為輔。通過對 電位的測定證實(shí)：連續(xù)過濾的原理是以表面能和范德華力為主的接觸絮凝作用深入闡釋，改變微絮凝體 電位為附著創(chuàng)造了條件相關性。故連續(xù)過濾屬于微絮凝深層過濾范疇。雖然在過濾后期有向表面過濾轉(zhuǎn)變的趨勢物聯與互聯，但這不是主要的穩定。附著力主要產(chǎn)生于絮體與濾料表面，以及和先附著的絮凝體相接觸。因此優勢與挑戰，濾料或其沉積物與過濾微絮體問的吸附架橋是連續(xù)過濾附著的主要原理經驗分享。
目前普通過濾器一般采用下向流過濾方式，因反沖洗后造成濾料粒徑自上至下逐漸增大的濾層結(jié)構(gòu)趨勢，上層的小粒度濾料起著主要截污作用有力扭轉，而下層的濾料很少參與過濾，因此是不合理的相互配合。為了改善水質(zhì)并充分發(fā)揮整個(gè)濾層的截污作用空間載體，待濾水應(yīng)該是先粗后細(xì)的過濾方式，即所謂的“反粒徑過濾”相對簡便。
作為“反粒徑過濾”理論的應(yīng)用，單一濾料的上向流過濾與傳統(tǒng)的下向流式過濾相比流程，具有提高濾料截污量合作、延長過濾周期的潛力。“連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾”為單一濾料上向流過濾的具體應(yīng)用助力各業，具有上述優(yōu)點(diǎn)極致用戶體驗。
2．3 反沖洗原理
普通過濾器一般常用的反沖洗系統(tǒng)有3種：直接用沖洗水泵、水泵加上水缶及自動(dòng)沖洗應用。不論采用哪種反沖洗系統(tǒng)建議，都需要采用大流量反沖洗水泵和氣泵，需要有清水池或水箱相貫通。連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的反沖洗系統(tǒng)不需要外加管道和水池不斷發展，利用流態(tài)化工程原理，將濾料提升至設(shè)備中自行清洗自動化方案。清洗過程中使用的反沖洗水緊密協作，一部分為進(jìn)水，另一部分為過濾后水線上線下。
在空氣提升管內(nèi)發揮重要作用，砂、泥數據顯示、水流高質量、空氣在向上流動(dòng)的過程中，發(fā)生了短期但強(qiáng)烈的反沖洗過程記得牢，其間的沖洗原理仍是利用水流及空氣流的剪力以及顆粒間的摩擦力註入了新的力量。但在空氣提砂管內(nèi)的濾料清洗主要是碰撞和摩擦作用，水流剪力作用是次要的更多可能性。盡管在空氣提升管內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的反沖洗過程特點，但是由于時(shí)間較短，反沖洗并不徹底，需要二次清洗又進了一步。沖洗并不徹底的砂粒隨水流進(jìn)入一體化砂水分離器多種場景，雜質(zhì)與砂粒在分離器內(nèi)徹底分離。在分離器內(nèi)新的力量，由于顆粒并非規(guī)則的圓形先進水平，運(yùn)動(dòng)時(shí)其兩側(cè)的剪力并不相等，導(dǎo)致顆粒的翻動(dòng)并與洗砂器相碰撞全面展示，此時(shí)顆粒在洗砂器內(nèi)以錯(cuò)開的環(huán)行軌跡向下運(yùn)動(dòng)重要平臺。由于分離器中的清水出水堰和反洗水水位差(△^)的存在，分離器的內(nèi)環(huán)反洗水水流向上流動(dòng)核心技術，對顆粒就產(chǎn)生了剪力應用提升，同時(shí)由于顆粒與器壁碰撞產(chǎn)生的振動(dòng)及顆粒間的摩擦力，使泥砂分離創造性，脫落的污物隨上升水流排出發展的關鍵。在洗砂器內(nèi)進(jìn)行的二次清洗過程，由于分離器內(nèi)流體斷面不斷變化規模設備，水體的流速變化很大真諦所在，可以認(rèn)為在洗砂器內(nèi)造成絮凝體與濾料分離的作用力以水流剪力為主。
與國外“連續(xù)過濾”技術(shù)不同的是競爭力，“連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾”在設(shè)計(jì)上采用了一體化分離器結(jié)構(gòu)充分，清水出水管和反沖洗排污管都安裝在一體化分離器上，連續(xù)過濾器的關(guān)鍵參數(shù)集聚，如水位差(△ 和各流量(Q )競爭力，都體現(xiàn)在一體化分離器的設(shè)計(jì)上。
這種一體化分離器的設(shè)計(jì)狀況，可方便地調(diào)節(jié)反沖洗的參數(shù)兩個角度入手，如反沖洗水量和砂循環(huán)量，大幅提高了“連續(xù)過濾”運(yùn)行的靈活性同期，檢修維護(hù)方便(見圖3)生產效率。
3 改造前后技術(shù)比較
3．1 處理能力
由于改造后的連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器為上向流過濾，而上向流過濾為“反粒徑過濾”效果，與傳統(tǒng)的下向流過濾相比使用，具有提高濾料截污量、延長過濾周期的潛力密度增加。因此有效性，改造后的連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器處理能力得到增強(qiáng)，能夠適應(yīng)更大的進(jìn)水流量機遇與挑戰。
3．2 處理效果
改造后過濾器和未改造過濾器運(yùn)行30 d的出水濁度數(shù)據(jù)見圖4廣泛關註。
由圖4可看出服務延伸，改造后的連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的出水水質(zhì)更加穩(wěn)定、具有重要意義，處理效果更佳進一步。這主要是由于下向流過濾與上向流過濾截污機(jī)理的差別，上向流過濾在滿足出水水質(zhì)強大的功能，防止絮體穿透的前提下實際需求，通過延緩水頭損失增長速度來達(dá)到延長過濾周期的目的，并充分發(fā)揮下層濾料的截污作用優勢，因此上向流過濾比下向流過濾結(jié)構(gòu)更合理善謀新篇。
3．3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
由表1可見，改造后的連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器與改造前的普通過濾器相比便利性，其裝機(jī)容量大幅降低方法，折合到24 h進(jìn)行比較，其運(yùn)行功率減少了50％提供有力支撐，反沖洗自控裝置簡化切實把製度。因此連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的設(shè)備成本和運(yùn)行成本均優(yōu)于普通過濾器，而且操作簡單最深厚的底氣，運(yùn)行安全。
4 結(jié)論
現(xiàn)場的實(shí)踐表明振奮起來，將傳統(tǒng)過濾器改造為連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器是經(jīng)濟(jì)可行的品質。改造后連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的處理能力比改造前增加了50％ ，處理效果更佳并且穩(wěn)定深入各系統；改造后的設(shè)備結(jié)構(gòu)比改造前簡化了解決問題，節(jié)省了反沖洗水泵和氣泵，運(yùn)行成本降低50％(折合到24 h的比較結(jié)果)作用。連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器采用上向流過濾原理和氣提洗砂技術(shù)相互配合，過濾效率和反洗砂效率均比傳統(tǒng)過濾器有大幅提高，而且結(jié)構(gòu)簡化著力增加，運(yùn)行安全智能化，維護(hù)和檢修容易。在相關(guān)的濾料過濾器系統(tǒng)中處理，連續(xù)動(dòng)態(tài)過濾器的改造技術(shù)符合我國水處理過濾行業(yè)現(xiàn)狀建設，達(dá)到了充分利用原有設(shè)備和設(shè)施，通過最小投資獲得新技術(shù)的革新效果助力各行。
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