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纤维球滤料在小型水厂应用研究

时间:2021/06/22点击:

摘要:过滤技术是小型水厂运行质量好坏的关键。采用纤维球滤料过滤与传统的manbetx体育手机版滤料过滤比较,前者可以高速有效地净化水质,还可以进行微絮凝过滤,具有简化工艺、节省投资、减少占地、降低运行费用等特点。

纤维球滤料在小型水厂应用研究

随着经济的发展和人民生活水平的提高,乡镇水厂不断增加。这些水厂因规模小净水设备简单,再加上原水水质变化大,如套用大型水厂的生产工艺,常因运行状态不稳定而导致设备与设施的效率低。小型水厂工艺改进的关键在于过滤处理单元。应用新型纤维球滤料,将节省水厂的投资、简化处理工艺,降低运行费用、方便施工、保证运行可靠。

1 水源特点及水厂的工艺特点

1.1 水源特点

乡镇水厂常以小型河流作水源。这些水体的径流量很小、雨季时水中的悬浮物比较多,其他时间里水体比较清,由此可知,小型水厂大部分时间内固体负荷很低。

1.2 工艺特点

乡镇水厂的一般处理能力在1000~2000t/d,且工艺简单。混凝剂的配制与投加设备也非常简陋。因为水体中固体物质的含量变化大,混凝剂的加量难以控制,因此混凝效果差,固体颗粒不易沉淀,因此水厂几平从不排放沉淀污泥。

滤池的反冲洗时间长达半小时左右,浪费的水量很大。反冲洗强度不易控制,滤料流失严重,有的水厂manbetx体育手机版滤料年补充量高达50%左右。

2 传统滤料与纤维球滤料的特性

2.1 传统滤科特性

目前经常使用的滤料主要有无烟煤滤料和manbetx体育手机版滤料组合的双层滤料,磁铁矿滤料、陶粒滤料等品种。但这些滤料往往存在或多或少的问题而难以广泛应用。

2.2 纤维球滤料特性

国产纤维球滤料是性能非常优越的一种新型滤料。该种过滤技术,在小型水厂中将有许多无法取代的优势。

纤维球滤料是由直径10-50μm的纤维丝制成的球体。滤层的空隙率为95%左右,比表面积在104m2/m3以上。传统的manbetx体育手机版滤料的空隙仅为40%左右,比表面积在300m2/m3左右。

由于纤维球滤料的孔隙率大,因而阻力小,其滤速可高达30~80m/h,且出水水质好。至于传统砂滤,由于滤层阻力很大,滤速为8m/h左右,如加大流速,则易引起穿透。

3 纤维球滤料与manbetx体育手机版滤料运行比较

用某小型水厂的澄清池出水和直接用加药原水进行试验。在原水中固体浓度较高的时期,进行微絮凝过滤,以考察微絮凝过滤常年运行的可靠性。两种水质分别用纤维球滤料与manbetx体育手机版滤料以不同滤速过滤,过滤效果见表1和表2。

表1 两种滤料过滤澄清池出水的比较

滤料型号 Ⅰ型纤维球滤料 (φ0.5-1.2mm)manbetx体育手机版滤料
滤速(m/h) 50 30 10
周期(h) 14.5 36.3 68.0
产水量(m3/m2 725 1089 680
进水浊度(度) 1.9 1.2 1.5
出水浊度(度) 1.0 0.8 0.95
浊度去除率(%) 47 33 37
起始水头损失(cm) 30.0 23.3 14.8
终止水头损失(cm) 150.0 155.7 149.0

表2 两种滤料过滤加药原水的比较

滤料型号 Ⅱ型纤维球滤料 (φ0.5-1.2mm)manbetx体育手机版滤料
滤速(m/h) 30 10 10
周期(h) 3.2 14.5 3.25
产水量(m3/m2 90.0 145.0 32.5
进水SS(mg/L) 5.1 26.0 30.4
出水SS(mg/L) 0 4.1 5.4
去除率(%) 100 84 82
起始水头损失(cm) 4.1 3.0 20.2
终止水头损失(cm) 150.0 150.0 147.0
滤层含污量(kg/m2 2.26 3.18 0.81

表中的数据表明:纤维球滤料过滤的出水水质好;滤速高达30-50m/h,运行也很良好。即使原水中悬浮物很高,微絮凝过滤的周期仍可达15h左右,证明是可行的,而砂滤料微絮凝时周期只有3h左右,已不符合生产需要。

过滤结束时,纤维球滤料滤层用气、水同时反冲洗,再生效果好。反冲水强度为8-12L/(m2·s),反冲气强度为40L/(m2·s)左右,反冲时间为5~7分钟,反冲水量占过滤水量的0.4%~0.6%。而砂滤反冲强度须在12~14L/(m2·s)之间,反冲洗水量占过滤水量的1%以上。纤维球滤料粒径大,滤层顶部的多孔板能有效防止滤料的散失,因此,操作安全可靠。

4 分析与结论

(1)纤维球滤料过滤出水水质好,如在过滤澄清池出水处,其浊度已降为1度左右,即使过滤加药原水,出水ss仍低于5mg/L,能够满足使用要求。

(2)纤维球滤料滤速>50m/h时,设备仍能正常运行。

(3)微絮凝过滤效果好,操作方便可靠。

(4)纤维球滤料产水量大,截污能力强。当纤维球滤料高速过滤时,周期产水量为砂滤的2倍。微絮凝过滤时,滤层截污量为砂滤的4倍左右。滤速越低,纤维球滤料过滤的周期产水量越大,滤层截污能力越强。

(5)当过滤相同水量时,纤维球滤料滤层反冲洗用水量仅为砂滤的1/3左右。纤维球滤料不会随反冲水流失,因此,反冲洗方便可靠。

(6)纤维球滤料过滤设施的占地面积仪为砂滤的1/5左右。小型水厂如果采用纤维球滤料过滤设施,其投资可以节省50%以上,大型水厂采用纤维球滤料过滤工艺,投资也将显著降低。总之,小型水厂工艺成败的关键在于过滤单元。纤维球滤料过滤技术,可以高速有效地净化水质,还可以进行微絮凝过滤,非常适合小型水厂的特点与要求。这套过滤技术,将使水厂的过滤单元的规模显著缩小。工艺大为简化和优化、节省投资、降低运行费用、提高运行的可靠性。