D型滤池及V型滤池的比较.docx
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D型滤池及V型滤池的比较
D型滤池与V型滤池的比较
一、过滤方式的比较
1.1、D型滤池的过滤工艺流程
以上为D型滤池的工作工艺流程示意图，每单个（或对称单组）D型滤池共有6个阀门，分别是：
1为D型滤池进水阀、2为D型滤池初滤阀、3为D型滤池反冲洗进风阀、4为D型滤池反冲洗进水阀、5为D型滤池反冲洗排污阀、6为D型滤池出水阀。
以上6个阀门根据电气控制的要求来决定是否用电动阀门还是手动阀门。
1.2、V型滤池的过滤工艺流程
D型滤池与V型滤池在过滤工艺的根本区别在于：
D型滤池在过滤工艺上多采用变水位过滤方式，V型滤池在过滤工艺上多采用恒水位过滤方式。
其主要原因时由于两者的滤料不同而导致的。
二、彗星式纤维滤料的净水理论和特点
2.1、慧星式纤维滤料滤床在过滤时，比重较大的慧核起到了对纤维丝束的压密作用，同时，由于慧核尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。
2.2、反冲洗时，由于慧核和慧尾纤维丝的比重差，慧尾纤维随反冲洗水流而散开并摆动，产生较强的甩力，过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗流的作用下产生旋转，强化了反冲洗时过滤材料受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使附着在纤维表面的固体颗粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。
用水泵和鼓风机加水加气进行冲洗，同时利用原水进行滤层表面的横向扫洗。
2.3、彗星式纤维滤料构成的过滤层其空隙率沿滤层高度呈梯度分布，下部过滤材料压实程度高，空隙率相对较小，易于保证过滤精度，整个滤床空隙率由下至上逐渐增大，滤层空隙率的分布特性将有助于实现高速和高精度过滤。
2.4、由于彗星式纤维滤料的表层空隙率大，水头损失较小，水头损失主要集中在滤床的中部，整个滤床都发挥了作用，滤床的利用效率大大提高，从而使整个滤床的纳污量增大。
随着滤速的增高，滤床纳污量降低。
2.5、彗星式纤维滤料可以通过改变纤维类型增强过滤的可调节性，如空隙率，表面性质，滤床弹性等，因而可以用于不同水质原水的处理。
三、纤维滤料和石英砂滤料过滤时的区别
传统的石英砂滤料作为滤床进行过滤，这种滤层称为均质滤层，滤料则称为均质滤料，其特点是在整个滤层内，滤料的级配都是一样的，因此沿滤层厚度的每一点，滤料颗粒间所形成的空隙大小的分布也是一样的。
在沿均质滤层厚度的每一点具有容纳同样多的悬浮固体的能力，但是，当滤池进行反冲洗后，由于石英砂的刚度大，不可压缩和水力分级的作用，原来的均质滤料层就变成了分级滤料的滤层，即在沿滤层的厚度方向上，滤料是按从小到大的顺序排列的。
由于均质滤层的分级（也叫级配）作用在过滤时产生以下问题：
使滤料层在厚度方向上空隙大小是从滤层的顶部到底部是从小到大排列的，形成一个金字塔的构造，如图。
在孔隙最小的顶部滤层要容纳的悬浮固体数量最大，而孔隙最大的底部滤层却是容纳的悬浮固体量最小。
滤池由于滤层顶部迅速地被悬浮固体堵塞，水头损失迅速上升，在过滤的水头损失达到允许值的时候，整个滤层的截留悬浮固体能力未能发挥出来
由于上述原因导致均质砂滤存在以下问题：
（1）过滤速度低。
（2）占地面积大。
（3）过滤周期相对较短。
（4）反冲洗耗水量大。
（5）出水水质随着时间的延长而逐渐变差。
（6）滤层的纳污量小。
（7）由于砂滤在反冲洗时受其膨胀率的影响，其反冲洗强度不能太大，所以反冲洗不彻底，这样必然影响过滤周期及出水质。
（8）反冲洗强度太大容易跑滤料，所以经常需要更换滤料。
（9）过滤时的阻力大。
采用彗星式纤维滤料进行过滤，彗星式纤维滤料为一种不对称构形纤维过滤滤料，一端为松散的纤维丝束，称为“彗尾”；另一端为比较重较大的实心体，将纤维丝束熔化固定在内，称为“彗核”，整体呈彗星状。
彗星式纤维滤料的彗核密度大，体积小,滤料彗尾为纤维丝束，密度小。
由于彗星式纤维滤料的结构特点，所以滤层具有在水流方向上具备从大到小的空隙，形成了一个倒金字塔的构造，如图，具有纳污量大，过滤精度高；过滤时，比重较大的彗核起到了对纤维丝束的压密作用；
高效纤维滤料滤池是一种全新的重力式滤池，它具有比表面积大，过滤阻力小的优点。
微小的滤料的直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中的杂质和颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率。
滤池运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐缩小，纤维密度增大，实现了理想的深层过滤，增加了滤层的截污容量。
清洗时滤料恢复自由状态，即可对滤料进行气、水混合擦洗，有效恢复滤料的过滤性能。
其主要特点：
过滤精度高。
水中的悬浮物去除率可接近100%，经过良好的混凝处理的被处理水，进水浊度为10NUT时，出水浊度在0.5以下。
过滤速度快。
一般在20—26m/h。
截污量大。
一般在10—25Kg/m3。
可调性强。
过滤精度、截污容量、过滤阻力等参数可根据需要调节，
占地面积小。
占传统滤池的1/3—1/2。
抗负荷强，在雨汛期，高浊度的水通过D型滤池过滤后，出水浊度仍然可以保证出水浊度小于1度。
单位造价低于传统石英砂滤池。
自耗水量低，仅为周期制水量的1%—3%。
不需要频繁地更换滤料。
四、D型滤池和V型滤池的结构区别
D型滤池与V型滤池的在设计上其结构不完全相同，其主要区别在于配水布气系统。
V型滤池的配水布气系统是混凝土结构的多孔板，其厚度为20mm，长柄滤头安装在混凝土结构的多孔板上，因其在反冲洗的工艺中，石英砂滤料是处于微膨胀或者不膨胀的状态下，所以，其的气冲强度不能太大，所以对混凝土结构的多孔板的强度要求不大。
在混凝土结构的多孔板上设置承托曾，其上放置粒径为0.95—1.35mm的石英砂滤料，其厚度在0.95—1.5m之间，因石英砂滤层存在阻力，所以在过滤状态下，滤层上有1.2m深的水以此来克服滤层内的阻力。
V型滤池在生产运行过程中厂存在以下问题：
1、反冲洗不均匀，有较严重的短流现象发生。
2、跑砂。
3、滤板接缝不平、滤头套管处密封不严，滤头堵塞甚至发生开裂。
4、阀门启闭不畅影响过滤。
5、V型滤池过滤面积大，占地大。
单池面积有时大于100m2以上，这就给反冲洗时的布气及配水造成很大的问题。
D型滤池的配水布气系统是采用PP注塑板为多孔板的，其孔为网状分布，每平方米为69个孔，长柄滤头安装在多孔板上，多孔板上通过加强筋又覆盖了一层滤网板，其材料为PP注塑板，其强度为500kg/cm2纤维滤料放置在滤网板上，其高度为70mm，这样就对滤料曾进行了两次气体分布，使得在反冲洗时，做到气体分布均匀，使滤料冲洗干净。
滤料层的干燥高度为650mm，冲水后的湿高度为500mm。
经过386家运行厂家，到目前为止没有出现V型滤池上述的问题。
五、D型滤池和V型滤池设计参数的比较
项目
D型滤池
V型滤池
产水量/m3/h
1400
1400
滤池总过滤面积/m2
70—54
175—117
设计滤速/m/h
20—26
8—12
滤料种类
纤维滤料
石英砂
滤层高度/mm
650—800
800—1500
水反冲洗强度/L/（s.m2）
5—6
8—10
气反冲洗强度/L/（s.m2）
19—23
12—15
滤料截污容量/Kg/m3
10—25
2.5—5
滤前水浊度/NUT
8—15
3—5
滤后水浊度/NUT
＜1
＜2
反冲洗时间/min
15—20
10—15
自用水耗/%
＜3
＜8
滤料使用寿命/a
5—8
1年中经常添加
六、反冲洗时的比较
V型滤池在反冲洗时时属于微膨胀状态或者不膨胀状态，这样在反冲洗的时候，其的洗净率很低，若V型滤池反冲洗的水冲强度及气冲强度太大，则很容易跑砂，所以V型滤池的滤料表面很容易积泥。
而D型滤池时纤维滤料，在反冲洗时其整个滤料层都处于膨胀和悬浮状态，由于滤池上装有盖板，所以D型滤池在反冲洗时不会跑滤料，这样整个滤料层的洗净率很高，延长过滤周期，在处理同样的水量，用同样的过滤面积，D型滤池的过滤周期是V型滤池的1.5到2倍。
七、投资比较
小时处理水量1400吨的D型滤池投资见下表：
序号
名称
数量
单位
价格（万元）
1
D型滤池土建
1
座（4组）
69.32
2
彗星式纤维滤料
3453
kg
76
3
配水布气系统
4
套
32
4
管道及管道配件
D型滤池内
14.75
5
阀门
D型滤池内
19
6
水泵、风机及电动葫芦
水泵、风机各2台及电动葫芦1套
9.03
7
消毒系统
1
套
17
8
加药系统
1
套
8
9
自控系统
1
套
28
10
设计，安装、调试、运输费
30
总计
303.1万元
小时处理水量1400吨的V型滤池投资见下表：
序号
名称
数量
单位
价格（万元）
1
V型滤池土建
1
座（4组）
147.465
2
石英砂滤料
288
M3
30
3
配水布气系统
4
套
85
4
管道及管道配件
V型滤池内
38
5
阀门
V型滤池内
65
6
水泵、风机及电动葫芦
水泵、风机各2台及电动葫芦1套
18.53
7
消毒系统
1
套
17
8
加药系统
1
套
8
9
自控系统
1
套
105
10
设计，安装、调试、运输费
56
总计
569.995万元
八、小时处理水量1400吨的V型滤池与小时处理水量1400吨的“DA-D”高速滤池运行费用的比较
项目
V型滤池
“DA-D”高速滤池
设计参数
滤速7.5m/hr，单组过滤面积48m2,工作周期8hr，反冲洗一次（气水反冲）。
土建按1400m3/h一次建成共4池，均质滤料按1400m3/h,共4池装料。
滤速21.88m/hr,单组过滤面积16.0m2,工作个周期12hr，反冲洗一次（气水反冲）。
土建按1400m3/h（含10%自用水）一次建成共4池，纤维合成滤料按1400m3/h,共4池装料。
反冲洗水耗单价0.7元/m3
先水冲，水冲强度8L/m2.s，历时3min；中间气水同时反冲，水冲强度8L/m2.s,历时7min，后再水冲，水冲强度10L/m2.s，历时4min。
单组8hr反冲一次耗水量345.6m3,，一天反冲洗三次，4池共耗水4147.2m3,日需水费2903.04元，年水费（按360天计）为104.5万元。
先气冲，气冲强度23L/m2.s,历时3min；中间气水同时反冲，水冲强度6L/m2.s,历时12min；后再水冲，强度6L/m2.s,历时2min；
单组12hr反冲一次耗水量80.64m3,一天反冲洗二次，4池共耗水645.12m3，日需水费451.584元，年水费（按360天计）为16.26万元。
风机电耗
0.53元/kw.hr
反冲洗风机3台，功率共90kw。
先气冲，气冲强度15l/m2.s,历时3min;中间气水同时反冲，气冲强度15l/m2.s,历时7min。
单组8hr反冲一次耗电量15kw,一天反冲洗三次，4池共耗电180kw,日需电费95.4元，年电费（按360天计）为3.43万元。
反冲洗风机1台功率共30kw。
先气冲，气冲强度23l/m2.s,历时3min
中间气水同时反冲，气冲强度20l/m2.s,历时12min。
单组12hr反冲一次耗电量7.5kw,一天反冲洗二次，4池共耗电60kw,日需电费31.8元，年电费（按360天计）为1.15万元。
投加混凝剂（PAC）市价2000元/吨
平均投加药量为15mg/l，1400m3/h，日投加量504kg,日需费用1008元，年需费用（按360天计）36.3万元。
平均投加药量为8mg/l，1400m3/h，日投加量268.8kg,日需费用537.6元，年需费用（按360天计）19.4万元。
九、小时处理水量1400吨的V型滤池与小时处理水量1400万吨的“DA-D”高速滤池投资的比较
项目
V型滤池
“DA-D”高速滤池
滤料
V型滤池滤料单组体积，按1.5m的厚度计算，72m3,共4池共288m3,送到现场单价1000元/m3，费用30万元（含人工费）。
纤维合成滤料共4池报价76万元。
（5年内免费保修）
土建部分
池高4.65m，管廊高5.00m。
按1400m3/h一次建成4池，
（1）C25混凝土1032m3，单价按943元/m3计算，共97.3万元。
（2）土方1586.3m3，单价按35元/m3计算，共5.55万元。
（3）砂浆粉刷1954.5m2，单价按10元/m2计算，共1.955万元。
（4）外壁涂料1458.79m2，单价按22元/m2计算，共3.3万元。
（5）钢筋差价135吨，差价按1000元计算，共13.5万元。
（6）其它直接费用按1—5项直接费用的3.6%计算共4.4万元。
（7）现场经费按1—5项直接费用的4.3%计算共5.3万元。
（8）间接费用按1—7项费用的4.2%计算共5.52万元。
（9）利润按1—8项费用的5%计算共6.84万元。
（10）税金按1—9项的费用的3.36%计算共4.8万元。
土建总造价为147.465万元
池高3.8m，管廊高4.00m。
按1400m3/h一次建成共4池，
（1）C20混凝土506m3，单价按943元/m3计算，共47.7万元。
（2）土方756m3，单价按35元/m3计算，共2.65万元。
（3）砂浆粉刷867.4m2，单价按10元/m2计算，共0.87万元。
（4）外壁涂料872.8m2，单价按22元/m2计算，共1.92万元。
（5）钢筋差价50吨，差价按1000元计算，共5万元。
（6）其它直接费用按1—5项直接费用的3.6%计算共2.1万元。
（7）现场经费按1—5项直接费用的4.3%计算共1.08万元。
（8）间接费用按1—7项费用的4.2%计算共2.57万元。
（9）利润按1—8项的费用的5%计算共3.2万元。
（10）税金按1—9项的费用的3.36%计算共2.23万元。
土建总造价为69.32万元
管道、管配件主材费及安装费用（估价）
（1）各种规格的管道主材费用：
15万元。
（2）各种规格的法兰主材用：
5万元。
（3）各种规格的弯头主材费用：
8万元。
（4）各种规格的伸缩节主材费用：
10万元。
（5）各种规格的阀门主材费用65万元。
总价：
103万元。
（1）各种规格的管道主材费用：
5万元。
（2）各种规格的法兰主材用：
1.75万元。
（3）各种规格的弯头主材费用：
1.5万元。
（4）各种规格的伸缩节主材费用：
6.5万元。
（5）各种规格的阀门主材费用19万元。
总价：
33.75万元。
加药装置
（估价）
（1）加药计量泵2台：
5.2万元。
（2）耐腐蚀离心泵2台：
0.8万元。
（3）搅拌机（不锈钢，含支架）：
2套：
2万元。
总价：
8元。
（1）加药计量泵2台：
5.2万元。
（2）耐腐蚀离心泵2台：
0.8万元
（3）搅拌机（不锈钢，含支架）：
2套：
2万元。
总价：
8万元。
水泵、风机及电动葫芦
（1）反冲洗水泵3台：
3万元。
（2）反冲洗风机3台：
15万元。
（3）电动葫芦1套：
0.53万元。
总价：
18.53万元。
（1）冲洗水泵2台：
2万元。
（2）反冲洗风机2台：
6.5万元。
（3）电动葫芦1套：
0.53万元。
总价：
9.03万元。
配水布气系统及安装费用（估价）
（1）配水布气系统主材费用：
85
总价：
85万元。
配水布气系统主材费用32万元。
总价：
32万元。
电气\自控控制系统及安装费用（估价）
电气、电器及自控系统主材费用：
105
总价：
105万元
电气、电器及自控系统主材费用：
25万元。
总价：
28万元。
消毒系统
17万元
17万元
设计，安装、调试、运输费
56万元
30万元
十、小时处理水量1400吨的V型滤池与小时处理水量1400吨的“DA-D”高速滤池经济技术比较
项目
V型滤池
“DA-D”高速滤池
结
构
（1）管道、管配件、阀门费用103万元。
（2加药装置费用8万元。
（3）配水布气系统费用85万元。
（4）电器、电气、自控系统费用105万元。
（5）滤料30万元。
（6）水泵、风机及内接管路等配件费用18.53万元。
（7）一次性土建比建设投资147.465万元。
（8）消毒系统费用：
17万元。
（9）设计、安装、调试、运输费用：
56万元。
（1）管道、管配件、阀门费用33.75万元。
（2）加药装置及安装费用8万元。
（3）配水布气系统及安装费用32万元。
（4）电器、电气、自控系统费用28万元。
（5）滤料76万元。
（6）水泵、风机及内接管路等配件费用9.03万元。
（7）一次性土建比建设投资69.32万元
（8）消毒系统费用：
17万元。
（9）设计、安装、调试、运输费用：
30万元。
经济比较
经济比较
上述九项一次性投资：
合计569.995
万元。
以上各项不含滤池外的设备。
上述九项一次性投资：
合计303.1
万元。
以上各项不含滤池外的设备。
1400m3/h规模4池年运行费144.23万元。
1400m3/h规模4池年运行费36.81万元。
技术比较
技术比较
（1）池内水头损失2.35m。
（2）V型滤池引自于法国，在中国的水处理工艺中算是新工艺。
（1）池内水头损失2.50m。
（2）D型滤池的纤维滤料是由清华大学环境工程系研制发明出来的。
综合经济技术比较
综合经济技术比较
运行费及建设费比“DA-D”高速滤池高。
运行费及建设费比V型滤池低得多。
结论：
通过以上各项设计参数及各项指标的比较，可以看出V型滤池与D型滤池相比较，一次性投资D型滤池比V型滤池能节省266.895万元。
年运行费用D型滤池比V型滤池低107.42万元。
由于V型滤池的过滤滤速较低，所以导致V型滤池占地面积大，由此造成投资的占地费用更是巨大,同时由于此原因也成了砂滤池发展的瓶径，大大地阻碍砂滤池的发展。
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