与活性砂的比较2万吨

2.1.2深度处理方案比选2.1.2.1工艺介绍2.1.2.1.1纤维转盘滤池纤维转盘滤池是由浦华环保有限公司自主研发的一项过滤技术。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而成，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3~5mm的有效过滤深度，且当量孔径只有10微米，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。纤维毛在各种状态下的情况如图2-1所示。图2-1纤维毛在各种状态下的情况纤维转盘滤池结构如图2-2所示，它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(a)干燥状态(b)浸湿状态(c)过滤状态(d)反洗状态一般为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纤维毛滤布。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。图2-2纤维转盘滤池轴测图纤维转盘滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。（1）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。同时为了使各滤池布水均匀并且使进水尽量产生低扰动，需在滤池中设布水堰。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，即便在清洗过程中，过滤仍在进行。驱动装置滤盘反抽吸装置反洗电动阀门排泥电动阀门水泵出水槽进水管（2）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转/分钟的速度旋转。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分钟时，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，直至反冲洗周期恢复正常。（3）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。纤维转盘滤池的独特设计使其具有诸多优点：（1）出水水质好，耐冲击负荷纤维转盘滤池截留效果好，在进水SS不大于20mg/l的情况下，出水SS可小于5mg/l。进水堰设计独特，可消能防止扰动。过滤与反冲洗同时进行，瞬时只有池内单盘的1％面积在进行反冲洗，过滤是连续的，抗冲击负荷能力强。（2）占地面积小与传统的深层过滤单元不同的是：传统过滤设备内水流一般从上至下，或从下至上流动，属于平面方向过滤，纤维转盘滤池则将过滤面竖直起来，水流从左至右流动，因此很多过滤面可以并排布置，可以在保证过滤面积足够大的前提下减少占地面积。另外，设备简单紧凑，附属设备少，根据布置情况，附属设备只需占用少量地方。（3）设备闲置率低，总装机功率低所有滤盘几乎总处于过滤状态，设备闲置率低。整个过滤装置需要用电的只有驱动电机、反洗水泵和电动阀，驱动电机功率仅为0.55～0.75Kw，反洗水泵功率仅为2.2Kw，总装机功率很低，例如对于处理量为4万m3/d的纤维转盘滤池总装机功率约为10Kw。这个优点对于改造项目尤其突出，对污水处理厂来说，用电方面可以不用扩容。（4）反洗水量小，对前处理工艺影响小纤维转盘滤池反洗所需要的水量小，与处理水量的比为≤1％。实际工程运行情况下，反冲洗间隔时间一般为2h，每个滤盘的冲洗时间为1～2分钟。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）清洗彻底，无需预加氯现有的滤布结构及反冲洗频率和强度使得本过滤设备的运行基本不受藻类滋生问题的影响，首先，滤布结构为大孔隙支撑层及纤维毛层，反抽吸时，在反抽吸口处纤维毛会完全直立起来，清洗比较彻底，残留很难累积。再次，本过滤设备的反冲洗频率为一般为60min一次，比较密集，且反冲洗强度较大，为333L/m2.s，使得藻类滋生非常困难，因此不需要在滤池前预加氯。（6）运行自动化整个过程由计算机控制，可根据液位或时间来控制反冲洗过程及排泥过程的间隔时间及过程历时。（7）维护简单方便污水厂沉淀后出水，即滤前水中仍有可能存在大块异物（如塑料袋、布条、纤维类物），它们对过滤系统的影响和破坏是不可忽视的，相应的维护维修问题影响巨大，事关运行的安全性、稳定性。纤维转盘滤池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。纤维转盘滤池机械设备较少，泵及电机均间隙运行，过滤时滤盘是静止的，只有反冲洗或排泥时，泵或电机才运转。滤布磨损较小，即使有异常损坏，滤盘也易于更换，滤盘的每个扇形片均可以单独移开，更换一个盘仅需10分钟。（8）滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快。在工程运行当中，滤前的生化处理系统难免会出现一些事故，导致生化池内的污泥排放至滤池内。对于纤维转盘滤池而言，污泥污染的只是滤盘的外侧，而对接触滤后水的滤盘内侧没有污染，所以影响较小，并且滤池内的污泥可以通过排泥管迅速清除，恢复较快。（9）设计周期和施工周期短纤维转盘滤池为模块化设计，与外部的接口较少，设计周期短。其安装简便，施工周期也短。2.1.2.1.2活性砂滤池活性砂过滤器基于逆流原理，待处理的水通过位于设备底部的布水器进入系统内部，水流自下而上流经活性砂滤床，滤砂在滤床中自上而下的进行循环清洗，水与砂在过滤器中呈逆向流状态，增强了滤砂的截留效果，污水中的污染物杂质被滤床截留后，水质得以净化，净化后的滤后水从过滤器顶部的出流口流出。截留有污染物杂质的滤砂通过位于过滤器底部的空气提升泵提升至顶部的清洗器，通过紊流作用和机械碰撞作用使污染物杂质与滤砂得以分离，从而使滤砂得以清洗干净，洗净后的滤砂通过自身重力返回砂床重新参与过滤，含污染物的清洗水通过清洗水出口排出，至此，系统完成了过滤和反洗的整个工艺过程。活性砂工作原理如下图所示：2.1.2.2工艺方案各工艺方案主要工艺参数和主要建、构筑物尺寸见表2-1。浦华控股有限公司8工艺方案主要工艺参数和构筑物尺寸表表2-1构筑物名称活性砂池工艺（方案一）纤维转盘滤池工艺（方案二）滤池处理量Q＝20000m3/d。活性砂过滤器安装于活性砂过滤池中，活性砂过滤池为钢筋混凝土结构。活性砂过滤池规格：12x11x6.25m（池内分4个过滤单元，每个过滤单元内安装4个活性砂过滤器）活性砂过滤池数量：1座。石英砂滤料400t。空压机2台（1用1备），排气量4.6m3/min，最高工作压力7.5bar，电机功率30kW。处理量Q＝20000m3/d。纤维转盘滤池1座，9.5×4.6m，池深4.7m。内设NTHB-8纤维转盘1套，单台驱动电机功率0.75Kw。平均滤速≤8.5m/h，反洗周期1h，配反冲洗泵2台，单台流量50m3/h，扬程7m，功率2.2Kw。浦华控股有限公司92.1.2.3建设投资比较各工艺方案建设投资比较如表2-2所示。工艺方案建设投资估算比较表表2-2项目活性砂滤池工艺（方案一）纤维转盘滤池工艺（方案二）用地(m2)320125工程总投资(万元)315208其中：土建投资（万元）8528设备投资（万元）230180注：由于活性砂的水头损失较纤维转盘滤池大，滤池前如果设提升泵站，那么工程总投资中需要增加提升泵站的土建和设备费用；滤池前如果不设提升泵站的话，那么前端的处理构筑物高程都需要增加，相应的土建和设备费用也需要加入到工程总投资中，因此，两种滤池工艺的总投资之差应比表中所列数据大。2.1.2.4运行费用比较各工艺方案运行费用比较如表2-3所示。工艺方案运行费用比较表表2-3项目活性砂滤池工艺（方案一）纤维转盘滤池工艺（方案二）装机容量(kW)605.39日总运行费用（1）+（2）（元/日）33429.63其中：电耗（度/日）42013.75浦华控股有限公司10电价（元/度）0.70.7（1）电费（元/日）2949.63人工（人）10.5（2）人工费（元/日，40元/人.日）4020吨水运行费用（元/m3）0.01670.0015年运行费用（万元/年）12.191.08注：同样由于水头损失的原因，无论增设提升泵站，还是增加前端构筑物的高程，因此，考虑整个污水厂所耗费的处理费用，活性砂工艺将更高。浦华控股有限公司112.1.2.5各方案运行管理比较各工艺方案运行管理比较如表2-4所示。工艺方案运行管理比较表表2-42.1.2.6各方案施工情况比较各工艺方案施工情况比较如表2-5所示。序号活性砂滤池工艺（方案一）纤维转盘滤池工艺（方案二）1运行时存在滤料跑料现象，需定期维护和更换。故障率低，维修简单，单盘滤布更换仅需10min。2滤前事故导致进水水质远超负荷，过滤系统马上瘫痪，必须翻砂才可。滤前事故水影响小，1-2h可恢复，出水水质不受影响。3对冲击负荷无承受能力可承受较大冲击。4由前端构筑物带来的塑料袋、绳子等杂物进入滤池，过滤系统瘫痪，必须翻砂。基本不受影响。浦华控股有限公司12工艺方案施工情况比较表表2-5活性砂滤池工艺（方案一）纤维转盘滤池工艺（方案二）1．活性砂滤池深度较深，基本有6～7米深，土建工作量大，尤其遇见地质条件较差的地方，施工难度将更大。2．活性砂管道设备均较深，施工安装都很复杂，且检修困难。3．施工周期长。1．纤维转盘滤池对池体施工无特殊要求，只需满足国家常规规范要求即可。2．纤维转盘滤池管道较少，安装简易。3．施工周期短。根据以上对比可以看出，纤维转盘滤池工艺（方案二）在建设投资、运行费用、运行维护管理、施工难度等方面均远优于活性砂滤池工艺（方案一），因此推荐采用纤维转盘滤池工艺（方案二）。浦华控股有限公司13说明：根据我们对活性砂滤池目前设计和使用情况的调研，发现其存在以下主要问题：1．配水的不均匀性活性砂一般每套6m2，对于处理规模为20000m3/d的污水厂，需配置16套活性砂过滤设备，因此，如何将污水均匀地分配至如此众多的过滤器，是一个难题。污水厂处理规模越大，这个问题将越突出。2．洗砂气量分配的不均匀性同样对于处理规模为20000m3/d的污水厂，其配置了16套活性砂过滤设备，但空压机只有2台（一用一备），因此，1台空压机的风量要均匀地分配至16个过滤设备，也是一个很难解决的问题。3．污染物量分配的不均匀性活性砂的进水是从底部配水装置进入的，即便其水量能够分配均匀的话，其污染物量很难分配均匀。一旦某处的污染物量居多的话，以后污染物将更多地聚集于此处，造成清洗失败，砂粒板结堵塞。4．流砂从已经运行的水厂发现，活性砂过滤器的出水有流砂。分析原因认为是由于其配水的不均匀性和洗砂气量分配的不均匀性造成的，有的过滤器会有流砂，而有的过滤器则难以达到清洗效果。5．无抗冲击负荷能力由于为每个活性砂过滤器所提供的风量的一定的，不会随进水水量或污染物浓度