D型滤池在污水处理厂中应用的工艺原理

文_何亚鹏 瀚蓝环境股份有限公司

1 D型滤池的简介

D型滤池是采用新型的彗星式纤维滤料取代传统石英砂滤池的新技术，主要采用的是彗星式纤维滤料（如图1所示），该滤料既具有冲洗容易，可重力自适应形成滤床的优势，又有纤维滤料精度高，纳污能力强的优点，因此被称为“长毛的砂子”，是污水处理厂提标改造的首选。D型滤池还拥有部分自主研发的部件，例如阻力配水系统，长柄滤头以及恒水或者变水位过滤方式等，有效地保障了D型滤池的高滤速及高去除滤，同时也巩固了D型滤池纳污能力强及反冲洗容易等优势。

图1 D型滤池彗星式纤维滤料

在过滤时，滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小，密度逐渐增大，相应滤层孔隙直径逐渐减小，深层过滤效果较好。当滤层被污染需清洗再生时，采用气水混合擦洗的工艺和复合纤维滤料，可有效恢复滤料的过滤性能。D型滤池的控制可采用手动控制和自动控制两种方式，可根据用户需要制定。采用先进的配水配气系统，彻底避免了反洗时配水配气的不均匀，其特有的高强度拦截装置，可保证滤料在反冲洗时不会流失；反冲洗耗水率低（1%～2%），运行费用较低。具有钢制和混凝土两种壳体，圆形和方形两种结构形式，根据用户和实际需要选择，较大程度节约投资费用，另外其抗负荷冲击能力强，截污量大，一般为10～27.5kg/m3（滤料），远高于石英砂，能经受短时间内高浊度水的冲击，而仍然保证出水水质。由此可见，D型滤池具备传统快滤池的主要优点，同时运用了高效纤维过滤技术，多方面性能优于传统快滤池，是一种实用、新型、高效的滤池。

2 D型滤池的工艺说明

D型滤池在污水处理厂中的工艺环节如图2所示。

图2 D型滤池在污水处理厂中的工艺环节

如图2所示，在污水处理整个工艺环节中，前端工艺出水流至D型滤池进行过滤，去除水中的主要悬浮物和总磷，滤池出水进入反洗水池用于滤池的反洗，其余水流至后续处理工艺。D型滤池的反洗废水送入污水厂污泥处理系统，本方案中不作考虑。滤池采用气水联合反冲洗。反洗空气由罗茨风机提供，反洗水来自反洗水池。D型滤池成为了前端污水出水与反洗水池中间的桥梁。

3 D型滤池的工作原理

D型滤池的工作原理是采用絮凝加药装置在原水经增压泵增压后，往原水投加絮凝剂，经过滤系统管路进入D型滤池，絮凝剂均匀混合将原水中的细小固体颗粒悬浮物在折板反应池进行微絮凝反应，快速生成体积大于的絮体，在D型滤池内经863滤料过滤被截留，清水经过滤器底部出水管流出。其中所提的863滤料是一种新型的过滤材料，它采用理论物理学原理——非线性科学的分形结构理论来指导设计的，该滤料最显著的特征是其不对称结构和分形结构。它既具有纤维滤料过滤精度高和截污量大的优点，又具有颗粒滤料反冲洗洗净度高和耗水量少的优点，由该滤料形成的滤床空隙率分布接近理想滤料的结构。在该滤床的横断面（水平）上空隙率分布均匀，确保了过滤时水流通道大小的一致性，其直接效果是截污量均匀，水流短路现象得以避免。在该滤床的纵断面（垂直）空隙率分布由上至下逐渐减少，空隙率沿滤床纵断面呈上大下小的梯度分布，该结构十分有利于水中固体悬浮物的有效分离，即滤床上部脱附的颗粒很容易在下部窄通道的滤床中被捕获而截留。正因为863滤料组成的滤床所具有的独特性，因此D型滤池得以实现高速和高精度的过滤。

4 D型滤池的过滤阶段

4.1 初滤阶段

初滤阶段主要是将滤池的“原水进水方阀门”和“初滤出水阀门”处于全开状态，“清水出水阀门”“反冲进水阀门”“反冲排污闸门”“反冲进气阀门”处于全关状态，初滤运行3～5min（视水质情况而定）后，停止初滤，进入下一阶段过滤工艺。

4.2 过滤阶段

过滤阶段是将滤池的“原水进水方阀门”和“清水出水阀门”处于全开状态，“初滤出水阀门”“反冲进水阀门”“反冲排污闸门”“反冲进气阀门”处于全关状态，运行6～12h或滤池水位到达智能设定的最高过滤水位（视水质情况而定）后，停止过滤，进入下一阶段气冲工艺。

4.3 气冲阶段

气冲阶段是待滤池自动收到反冲洗信号或手动反冲洗滤池时（反冲洗程序启动）时，关闭“原水进水方闸门”， 同时打开“反冲洗排污闸门”。5min后关闭清水出水阀即启动反冲洗第一个程序—“气冲”，开始对滤池进行反冲洗，气冲开始前先将滤池的“反冲进气阀门”“反冲排污阀门”“原水进水阀门”处于全开状态；“初滤出水阀门”“清水出水阀门”“反冲进水阀门”处于全关状态，待应开的阀门全开，应关的阀门全关后，再开启“反冲洗风机”对滤池进行气冲，运行8～15min后，进入下一阶段气水冲工艺。

4.4 气水冲阶段

气水冲是将滤池的“反冲进气阀门”“反冲排污闸门”“反冲进水阀门”处于全开状态，“原水进水阀门”“初滤出水阀门”“清水出水阀门”处于全关状态，待应开的阀门全开，应关的阀门全关后，开启“反冲洗风机”和“反冲洗水泵”对滤池进行气水冲，运行8～10min后，进入下一阶段水冲工艺。

4.5 水冲阶段

水冲阶段是将滤池的“反冲进水阀门”“反冲排污阀门”处于全开状态，“原水进水阀门”“初滤出水阀门”“清水出水阀门”、“反冲进气阀门”处于全关状态，待应开的阀门全开，应关的阀门全关后，开启 “反冲洗水泵”对滤池进行水冲，运行约3～5min后，此时一个循环过程完成，其循环过程为“初滤（3～5min）—过滤（6～12h）—气冲（8～15min）—气水冲（8～10min）—水冲（3～5min）—初滤”（注：以上时间视进水水质情况调节，仅供参考）。

5 结语

随着我国科学技术水平逐渐提升，促使城市化进程不断加快，城市生活污水产量不断增加，推动城市生活污水处理厂提标改造，因此我国应在污水处理厂技改方面投入了大量的人力、物力及资金。在污水处理厂提标改造的过程中，D型滤池被使用得非常广泛。

本文以某污水厂（一期）项目为例，重点对D型滤池的工作原理进行了说明，特别是D型滤池在污水处理厂中的地位及作用以及D型滤池的工作原理，在此基础上，进一步分析了D型滤池在工作过程中，初滤、过滤、气冲、气水冲，水冲等5个阶段，并且着重分析了每个阶段的注意事项及工作原理，这5个阶段各注意的事项不同，停留时间也有所差异，是D型滤池在工作过程中最为重要的部分。本文对D型滤池工作原理的说明，以期为后期污水处理厂工程建设提供一定的理论指导。