双级高效滤池直接过滤的试验研究

2012-03-23刘德华李栋刘刚

城市建设理论研究 2012年4期

刘德华李栋刘刚

摘要:双级高效滤池即石英砂和彗星滤料的组合在一定的进水水质情况下确定各自的最佳运行参数。在进水浊度为8～14NTU，出水浊度≤0.5NTU时，试验测得最佳的过滤滤速为18.26m/h，过滤周期为 9h，产水量为155m3/m2截污量为2.62kg/ m3 , 水头损失35cm，反冲水量是192L。并且通过数据对比，双级高效滤池的过滤性能优于石英砂滤池，双级高效滤池的反冲洗效果优于彗星滤池。

关键词:水处理; 双级滤层; 石英砂滤料; 彗星滤料

The experimental study on direct filter filtration of double filter beds with high performance

LIU De-hua,LIU Gang,LI Dong

(Development Center of Water Company,HYDROCHINA Zhongnan Engineering Corportion,ChangSha,410014,P.R.China)

Abstract: This article mainly shows the premium control parameters of the filter filtration of double filter beds with high performance, which is the filter of quartz sand filtering media combined with comet fiber filtering media, in a certain conditions of raw water. when the raw water turbidity in range of 8NTU～14 NTU, and the output water with turbidity less than 0.5NTU, the study revealed that premium filtration speeding is approximately 18.26 meter per hour, filtering cycle is about 9 hours, water yield in a cycle is 155 m3/m2 , pollution catching is 2.62kg/ m3,Head loss is 35cm , water back washing consumption is 192L. Though the comparison of test data, It is concluded that the filtration performance of double beds filter is higher than that of quartz sand filter, and the back washing performance of double beds filter is higher than that of comet filter.

Key words: water treatment; double filter beds; quartz sand filtering media; comet fiber filtering media

中图分类号：S969.38文献标识码：A文章编号：

0 引言

随着我国城镇化速度的加快，国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对水量的需求就越来越大，对水质的要求亦将越来越高。而且，我国的水资源并不丰富，人均享有的淡水资源并不多，而且部分水源已遭到不同程度的污染。另外，我国的经济发展很快，能源紧张。因此，国内水业的技术工作者一直在追求和研究高效、节能、优质的净水技术，以满足社会对水资源的需求。

人们在过去对石英砂均质滤料进行了大量的研究，研究表明石英砂过滤虑速一般在15m/h左右，别且反冲洗效果好，反洗水量少；

1997-2000年清华大学环境科学与工程研究所开发出了单尾性，双尾型，多尾型的彗星式纤维滤料。目前，国内纤维滤料主要有散堆式和规整式两种。纤维滤料有别于颗粒滤料的最大特点在于其具有弹性和柔性[1]，但随着过滤过程的进行，滤层中积污量和水头损失均不断增加，滤床的压缩程度也随之增大，并对滤床中的孔隙分布产生影响，这必将反过来影响到过滤过程，所以本文研究双级高效滤池即“颗粒滤料+纤维滤料”复合工艺，把纤维滤料过滤性能高与颗粒滤料反冲洗效果好的特征相结合，将使过滤技术更加完美。

本文以均质石英砂滤料和彗星滤料进行组合的重力式过滤器进行对低浊度水质的去除效果实验，确定其最佳的运行参数，如滤速、过滤周期、截污量、反洗耗水率等参数，并对实验结果进行讨论。

1 试验概况

1.1 试验装置简介

原水以黄土和自来水进行配水，调节所需的浊度，双级过滤器采用有机玻璃管制成，内径为200mm，高度为2000mm。在试验当中调节滤速范围15～20m/h，使其出水浊度达到0.5NTU以下，同时以出水浊度和水头损失来确定反冲洗，并且以单独的水洗、气洗以及气水的方式结合反进行反洗。图1.0为试验装置流程示意圖:

图1.0 试验装置流程示意图

Fig.1.0 Flow-chart of experimental equipment

反冲气是由空压机供给，并且可以控制气量和气压，通过反冲洗，使滤床的滤料冲散，同时把过滤时截留的悬浮物杂质等冲洗出去，从而滤床可以再次进行过滤。

1.2 试验滤料种类及其规格

均质石英砂主要有以下三种，见下表1.1。

试验所用纤维滤料为彗星滤料[2]，滤料的的规格为2.5 mm × 0.7mm×（25～30）mm ，彗核相对密度为1.1g/cm3，滤料所用纤维丝径为20～40um，卷曲数为7～10个/cm。滤料为聚酯纤维，具有良好的耐酸性、耐碱性、耐磨性等优点。

1.3 絮凝剂

在水处理絮凝过程中，使用最多的是聚合氯化铝PAC，聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，外观是黄褐色，氧化铝含量为29%，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。

在过去人们对其进行了大量的实验，栾兆坤在其试验中证实，PAC在直接过滤条件下投量为常规絮凝剂的1/3～1/2，浊度和色度去除效果较为优越[3] 。

滤前最佳投药量和絮凝反应时间对直接过滤有显著影响。因此，控制絮凝剂的投加剂量对于获得最佳处理效果非常重要。絮凝剂最佳投量应依据反应特性和原水悬浮胶体颗粒特性与浓度进行调整，使混凝后的絮体能够透过较深处滤床，同时又能与带负电的滤料表面发生接触絮凝反应而被截留[4]。

所以在实验中确定一个最佳药量，通过小试验证，本实验采用加药量为2mg/L。

1.4 试验水质