滤池集汇论文
城市污水处理设施是现代化城市经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。近年来，我国中央政府、各级地方政府及有关部门对城市污水治理十分重视，同时加大了对污水治理的资金投入和治理力度，使我国在污水处理厂的建设方面取得了巨大进展，滤池得到了广泛应用。随着节能降耗的大力提倡，我们将滤池的工作原理、升级改造以及先进发展方向等方面情况作个集汇，以此供水业朋友们参考。
众所周知，滤池过滤的目的，有的用来取出水中的悬浮物，以获得浊度更低的水;有的用来去掉污泥中的水，以获得含水量较低的污泥。一般滤池外部由滤池池体、进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及其附件组成;滤池内部由冲洗水排出槽、进水渠、滤料层、垫料层(承托层)、排水系统组成。
●高速滤池、快滤池和慢滤池
它是按滤速大小标准来分类。应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的池子。目前快滤池已经发展为多种形式，如无阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池和移动冲洗罩滤池等。普通快滤池的运行管理方便，但阀件多，渗漏多，需有专设冲洗设备。
●无阀滤池
一种没有阀门的快滤池，分重力式和压力式两种。在运行过程中，出水水位保持恒定，进水水位则随滤层的水头损失增加而不断在吸管内上升，当水位上升到虹吸管管顶，并形成虹吸时，即自动开始滤层反冲洗，冲洗废水沿虹吸管排出池外。重力式无阀滤池操作管理十分方便，能自动反冲洗，便检修时清砂不方便;压力式无阀滤池可省去二级泵站，但清砂也不方便，工作周期短，冲洗操作控制较严格。
●压力滤池
在密闭的容器中进行压力过滤的滤池。其优点是滤池可以用钢制，灵活性大，并可以与除盐水处理或软化处理串联适用，也可作为一次进化处理省去2级泵站。缺点是清砂不方便，工作周期短，用钢材制造时耗钢材较多。
●虹吸滤池
以虹吸管代替进水和排水阀门的快滤池形式之一。滤池各格出水互相连通，反冲洗水由其他滤水补给。每个滤格均在等滤速变水位条件下运行。
●移动冲洗罩滤池
滤池上部设有可移位的冲洗罩，对各滤格按须序依次进行冲洗的滤池。它由若干小滤格组成，并具有同一进水和出水系统。
●粗滤料滤池(V型滤池)
V型滤池一般采用较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层;就原先的虹吸滤池而言，他大大的提升了过滤及反冲洗的自动化控制，另外由于采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗;明显提升了滤池的反冲洗效果，改善过滤能力的再生状况，从而增大滤池的截污能力，降低了滤池的反冲洗频率。V型滤池、翻板滤池、虹趿滤池优缺点比较表优点 缺点
V型滤池
(1)采用气水反冲洗加表面扫洗，反冲洗效果好。
(2)采用V型槽进水(包括表扫进水)，布水均匀。
(3)运行自动化程度高，管理方便。
(4)采用均质滤料，滤料含污能力较强。
(5)反冲洗时，滤料微膨胀，可减少滤池深度，土建费用较虹吸滤池省。
(1)设备费用、运行电耗较其他型滤池高。
(2)土建施工技术要求高。
(3)反冲洗水量较大(占产水量2.6%，其中
待滤水占1.27%，滤后水占1.33%)。
翻板滤池
(1)采用双层滤料，滤料含污能力强。
(2)采用气水反冲洗，由于反冲洗时关闭排泥水阀，高速反洗，反冲洗效果好，耗水量少(按反冲洗周期24h计，反冲洗水量仅占产水量1.56%)。
(3)土建结构简单，投资较省，施工方便。
(4)反冲洗时不会出现滤料流失现象。
(5)运行自动化程度高，便于管理。
(1)设备较多，一次投资较大。虹吸滤池
(1)进水、出水采用虹吸管，取代了进、出水大型阀门。
(2)虹吸滤池运行由水力自动控制，运行、管理较方便。
(3)虹吸滤池不需要反冲洗水泵、鼓风机等设备，设备费用、运行电耗较V型滤池、翻板滤池省。
(4)采用双层滤料，滤料含污能力较强。
(1)池深大，土建费用高。
(2)反冲洗耗水量大(占产水量3.8%)。
(3)反冲洗效果较气水反冲洗滤池差。
●曝气生物滤池
这是一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30%)、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严(一般要求SS≤100 mg/L，最好SS≤60 mg/L)，因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的功能。但根据目前的研究和应用情况，仍有好多问题有待研究：生物膜的特点及其快速启动的方式;生物氧化功能和过滤功能之间的相互关系;反冲洗过程中生物膜的脱落规律;进一步拓宽曝气生物滤池的应用范围，研究其在水处理问题中如何与其他工艺相结合;它的核心介质——滤料的研究与生产的国产化将会促进该工艺在国内的应用。
●纤维转盘滤池
纤维转盘滤池的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使处理水SS达标。纤维转盘滤池结构由用于支撑滤布的垂直安装于中央集水管的平行过滤转盘串联起来组成。一套装置过滤转盘数量一般为2～20个，每个过滤转盘是由6小块扇形组合而成。过滤转盘由防腐材料组成，每片过滤转盘外包有滤布。反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成，排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成，排泥泵与反洗水泵为同一水泵。
纤维转盘滤池的过滤介质是纤维毛滤布，它是由有机纤维堆织而成，其绒毛状表面由尼龙纤维织成，同时以聚酯纤维做为支撑体。在干燥状态下，纤维毛呈直立状态，浸湿后，纤维毛便会耷拉下来，形成滤布介质有3～5 mm的有效过滤深度，且当量孔径只有10 ym，可以使固体粒子在有效过滤厚度中与过滤介质充分接触，将超过尺寸的粒子俘获。滤布的深度能够存储俘获的粒子，减小反冲洗流量，同时还可减少正常运行时水头损失。在反洗状态下，与反抽吸装置相靠近的纤维毛又会直立起来，方便纤维毛中的杂质排出，可以清洗彻底。
纤维转盘滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。
◆过滤：外进内出，污水重力流进入滤池，使滤盘全部浸没在污水中。为了使各滤池布水均匀并且使进水尽
量产生低扰动，在滤池中设有布水堰。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，即便在反冲洗过程中，过滤仍在进行。
◆清洗：过滤中部分污泥吸附于纤维毛滤布中，逐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚，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。反洗时间和周期可以调整。滤布上的污泥通过反抽吸装置，经由反洗水泵，排出滤池体外进入厂区排水系统。清洗时，滤池可连续过滤。
过滤期间，过滤转盘处于静态，有利于污泥的池底沉积。清洗期间，过滤转盘以0.5～1 r/min的速度旋转。反洗水泵负压抽吸滤布表面，吸除滤布上积聚的污泥颗粒，过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸，并对滤布起清洗作用。瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1%左右。反冲洗过程为间歇。正常清洗时，2个过滤转盘为一组，每次清洗一组滤盘，通过自动切换抽吸泵管道上的电动阀控制，纤维转盘滤池一个完整的清洗过程中各组的清洗交替进行，其间抽吸泵的工作是连续的。当进水水质突然恶化，反冲洗周期≤15 min时，系统将启动应急措施，同时启动2～4台反冲洗泵，对2～4组过滤转盘(4～8个转盘)进行反冲洗，直到反冲洗周期恢复正常。
◆排泥：纤维转盘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。
另外，滤池前的处理系统出现故障时，可启动排泥系统以发挥清空滤池的作用。
“内进水”与“外进水”转盘过滤设备分析比较
转盘过滤设备目前主要分两类，一类为所谓的“内进水转盘过滤设备”，为污水从内往外流，即污水由中心管流入，通过滤盘过滤后流入滤池池体内，琥珀转盘滤池、西门子转盘滤池、海乐转盘滤池和NORDIC转盘滤池就属于“内进水”过滤设备;另一类为所谓的“外进水转盘过滤设备”，为污水由外向内流，即污水先流入滤池池体，通过滤盘过滤后流入中心管出水。上面介绍的纤维转盘滤池就属于“外进水”过滤设备。
“内进水”与“外进水”转盘过滤设备工作方式：
“内进水”过滤设备是按照转鼓过滤方式进行工作，机械是由一系列水平安装并可旋转的过滤转盘构成，转盘安装在中央管轴之上，正常运行时，浸泡体积只有40%，反洗时最大水浸泡体积可达60%，每转盘由各单一不锈钢组件组成，组件表面为网状结构，污水从内向外穿流过滤，然后过滤液体从机械的端部流出，过滤其间，转盘开始处于静止状态，在重力作用之下固体物质沉积在筛网之上，随着过滤时间的延长，的固体物质所覆盖。这一现象会导致压力差上升，在到达预先设置的最大压力差时，转盘开始缓慢旋转，冲洗棒按一定节奏对过滤面上沉积固体物质进行清理，通过一水泵，将过滤处理后的水向喷头提供冲洗水，冲洗射流溶解固体物质，通过组件之下安装的泥浆料斗将反冲洗水排出箱体，在清理过程时，污水过滤过程不会中断。为将滤盘冲洗干净，反冲洗泵扬程较高，一般为60～70 m。
“外进水”过滤设备在过滤操作中，水进入主水箱并通过滤布进入中央集水管中，随着固体物在滤布表面及内部的不断积累，流动阻力或水头损失随之增加。当通过滤布的水头损失增加并达到预先设定水位时，转盘需要进行反洗。反洗开始后，转盘保持在浸没状态，并以一定的速度转动，设于转盘两侧与排泥泵相连的真空吸入装置将滤后水从其集水管内抽出，并使之通过滤布进入真空装置，而转盘不停旋转，通过这种逆向流动可去除截留于滤布表面及内部的颗粒。另外，过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集。只需根据进水水质调整排泥周期，启动排泥泵通过池底排泥管将污泥排出。
(1)内进水的过滤介质是由聚酯或不锈钢丝编织而成，间隙不均匀，其号称间隙为10 ym，实际上其间隙在显微镜下检测达30 LLm以上。所谓的内进水的转盘过滤设备实际上就是一种超细格栅(其早期图纸上的名称就叫超细格栅)。
(2)内进水的过滤介质间隙达30I.Lm以上，又不均匀，所以其过滤精度差，据用户检测结果显示有近一半的数据SS都超过了10 mg/L，平均值勉强低于10 mg/L; SS不能小于5 mg/L这对加药后除磷达标很不利。
(3)内进水对于原来水中的漂浮物如塑料布、树叶等根本无法去除，最终会堵塞在进水管中。
(4)据流体力学介绍，间隙小于30 hcm冲洗的'有效水量仅为反洗总水量的1/5左右，到间隙为10rl,m冲洗的有效水量仅为反洗总水量的1/10左右，且很难保证冲洗水量的均匀分配。间隙在10～30 ym的网状滤布，由于经纬线的交错作用极易挂住纤维等丝状杂物，这为藻类的生长又提供了很好的落脚点，高压冲洗基本不可能把这些东西冲走，时间一长就会越长越多。无锡某污水处理厂用了内进水的设备仅半年就要定期用高压水枪进行人工辅助清洗。
(5)内进水设备配备的反冲洗水泵功率是同处理量外进水过滤设备的30～40倍，反洗频率是10～30倍，其耗电量和耗水量都要大得多。
(6)因为要反冲洗滤布的外面不能设支撑，所以内进水设备的单盘分的块数要比外进水的多一倍以上达到14块(外进水只有6块)，滤盘上滤布有效的过滤面积要低10%左右。
(7)内进水设备是从中心管内进水，反冲洗水也要从中心管出来，其最高的水位不能高于反冲洗水的出水槽，所以内进水设备的过滤液位在其盘片上大部分时间在40%的面积上，一到50%左右马上就得反洗。因此内进水设备过滤面积的计算考虑到其中心管面积和每块的角铁支撑面积其过滤面积不会超过滤盘总面积的40%。
(8)内进水设备的反冲洗水取之过滤后的水，其喷嘴的间隙很小，时间一长有堵塞的现象，如不能及时发现更换，滤布没有被清洗的这个圆环面就会堵塞的很严重，就是换上好的喷嘴也清洗不掉。
(9)内进水反冲洗水取之过滤后的水，这与砂滤池相同，万一发生前端的工艺事故，没有了滤后水或需要连续反冲洗滤后水不够的情况下，就很难恢复使用。
(10)由于内进水设备的浸没面积只有40%左右，所以相同处理量需要的设备台数和盘数要多很多，占地面积也要大1倍左右。
(11)内进水设备中的多台设备的工艺布置不合理，每台设备仅用一个闸门来调节，很难做到配水的均匀。由于没有堰口的跌落，各台设备池内的水位高度都一样，由于制造的误差，每台设备池内的液位计不可能调到一致，当一台设备反洗时液位下降就会影响其它池内的液位，不能保证每台设备独立工作，就会有个别台数的设备总也达不到设定的反洗液位，造成个别设备最终失去过滤的功能。
(12)经过在滤池进行的物化除磷试验显示，由于絮凝剂的加入，增加了污水的粘性，使得冲洗的有效水量仅为反洗总水量的1/20，而其滤布30 ym左右的孔隙不可改变，因此滤盘的清洗效果差，反洗频率迅速加大。
(13)内进水设备，滤盘需要定期化学清洗，采用盐酸或硫酸，并配合次氯酸钠，以清除滤盘的有机垢和无机垢。
(14)内进水设备附属的泵阀等设备质量较差，有腐蚀现象。
(15)部分反洗管道外露，由于反洗是间歇运行的，如果在寒冷地区运用的话，存在冰冻问题，易将管道、阀门等冻裂。
目前国内下水道内的污物极多，很多生活垃圾都进入下水道，最终进入污水处理厂，虽然经过了厂区的预处理以及生化沉淀等过程，但仍有一些物质漂浮水面，特别是预处理效果不好的一些厂区，情况就更严重。它们对过滤系统的影响和破坏是不可忽视的，对相应的维护、维修问题影响巨大，事关运行的安全性、稳定性。
“外进水”过滤形式为外进内出，即污水先进入滤池，过滤后的污水进入中心管，这样，滤前水中即使有较大的漂浮物，对滤池运行的影响也很少。一方面可以人工打捞，另一方面可以通过反抽吸系统排出滤池。而如果这些物质进入“内进水”的滤池，布条、塑料袋等污物将堵在滤盘内部，无法取出，后果不堪设想，必须要将盘片卸下后清洗才能解决。
除塑料袋等漂浮物外，在污水处理厂运行过程中其他事故也不可避免。如，由于空气阀门损坏，二沉池的翻泥等，此时活性污泥(其SS浓度将高达3 000～4 000 mg/L)将流入滤池。对于“外进水”转盘滤池来说，可以通过池底的排泥管，2h之内就可以清洗干净，恢复生产。但这样的事故一旦发生，对于“内进水”转盘滤池来说，后果将不堪设想，反冲洗根本无法将这些泥水排出，必须要将盘片卸下后清洗。总结纤维转盘滤池的独特设计，其具有以下优势：
(1)出水水质好，耐冲击负荷强;
(2)占地面积小;
(3)设备闲置率低，总装机功率低;
(4)反洗水量小，对前处理工艺影响小;
(5)清洗彻底，无需预加氯;
(6)运行自动化;
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