D型滤池.docx
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D型滤池
D型滤池
成都碧水齐力市政工程有限公司
二O１１年二月
D型滤池简介
1D型滤池简介
1.1概述
D型滤池是由宁波德安公司与清华大学联合设计开发的一种快滤池。
它采用863纤维滤料，小阻力配水系统，气水反冲洗，恒水位或变水位过滤方式。
D型滤池具备传统快滤池的主要优点，同时运用了DA863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。
1.2滤料
D型滤池采用彗星式（自适应）纤维滤料，这是一种新型的过滤材料，设计为不对称构形，一端为松散的纤维丝束，称“彗尾”,另一端为比重较大的实心体，称“彗核”，彗尾纤维丝束固定于彗核内，整体呈彗星状，如图1-1所示。
彗星式纤维滤料的不对称结构使得其兼有颗粒滤料和纤维滤料的特点。
图1-1彗星式纤维滤料
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一致性，其直接效果是截污量均匀，水流短路现象可以避免。
在该滤床的纵断面（垂直）空隙率分布由上至下逐渐减少，空隙率沿滤床深度方向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。
过滤时，比重较大的彗核对纤维丝束起到压密作用，同时由于彗核尺寸较小，对过滤断面空隙分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。
反冲洗时，由于彗核和彗尾纤维丝束的比重差，彗尾纤维随反冲洗水流而散开并摆动，产生较强的甩曳力，滤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，滤料的不规则形状使滤料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了反冲时滤料受到的作用力，上述几种力的共同作用使附着在纤维表面的固体颗粒很容易脱落，从而提高了滤料的洗净度。
1.3特点
D型滤池这种新型的快滤池具有如下特点：
采用彗星式纤维滤料，可实现高滤速、高精度的过滤，从而减少占地面积，提高出水质量；
D型滤池的控制可采用手动控制和自动控制两种方式，可根据用户需要确定，灵活、先进；
特有的拦截技术，可保证滤料在反冲洗时不会流失；
反冲洗耗水率低（≤2%滤水量），运行费用省；
具有钢结构和混凝土两种结构型式，根据用户和实际需要选择，最大程度地节约投资费用；
抗冲击负荷能力强。
1.4D型滤池构造
D型滤池在工艺设计上分为配水（含进水和出水）系统与气水反冲洗系统两部分。
滤池主体结构（包括池体、池内分区隔墙、梁柱、V型槽、出水槽）为现浇钢筋混凝土结构。
D型滤池构造简图见图1-2。
平面图A-A剖面
1—总进水渠；2—进水方闸门；3—进水方孔；4—进水堰；5—V型槽进水侧孔；6—V型槽；7—表面扫洗孔；8—滤料拦截板；9—DA863纤维滤料；10—滤网板；11—滤板；12—长柄滤头；13—底部空间；14—布气圆孔；15—配水方孔；16—排污槽；17—气水分配渠；18—水封池；19—出水堰；20—清水渠；21—清水阀；22—排水阀；23—初滤水阀；24—冲洗水阀；25—冲洗气阀；26—废气阀
B-B剖面
图1-2D型滤池构造图
1.5内部配水布气系统
D型滤池内部配水布气结构示意图见图1-3。
①盖板（8）：
防止滤料在反冲洗时进入排水槽而流失。
盖板的材质为PP，安装时与盖板支撑通过不锈钢螺栓连接。
安装严密并有足够的刚性，保证在反冲洗时不会产生2mm以上的间隙。
图1-3滤池内部配水布气结构示意图
②盖板支撑（7）
盖板支撑（7）用于安装盖板。
材质为碳钢或不锈钢，安装时放置在与预埋在滤池内的钢板相焊接的环角钢上，并焊接。
安装间隙保证在2mm以内。
③滤网板（5）
小阻力配水系统，尺寸规格为497mm×330mm，δ=24mm。
材质为PP，网格空隙率占整个面积的30%左右。
通过滤板上的螺栓孔与支承板连接。
滤网板安装应平整，块与块之间互相啮合，与池壁之间的间隙应密封。
④支承板（4）
用于支撑滤网板，增强滤网板的承载能力。
材质为PP，安装在滤网板与滤板之间，每个滤网板采用2个支承板。
⑤长柄滤头
（1）
均匀收集滤后水，均匀分配反冲洗水。
直径φ15，材质为ABS，特制的注塑长柄滤头，其孔隙总面积与滤池面积之比约为%。
通过螺母固定在滤板上，采用高度可调节结构，初次安装后，滤池应放水，调节滤头出口在一个水平面上，误差不得大于±2mm。
⑥滤板（3）
固定滤头，每块滤板固定144个滤头。
材质为增强PP板,水平安装，整个池面的水平误差不得大于±2mm，承载能力不低于500kg/m2。
1.6D型滤池的工作过程
D型滤池的工作过程分为过滤过程、反冲洗过程和初滤过程。
滤池在工作过程中，每格滤池有6个电动蝶阀，分别是原水进水阀、滤池出水阀、反冲洗排污阀、初滤阀、反冲洗进风阀和反冲洗进水阀。
1）过滤过程
在过滤过程中，只有原水进水阀和滤池出水阀是开启的，其余阀门都是处于关闭状态的。
2）反冲洗过程
反冲洗分三个阶段：
分别是单独气冲、气水混冲和水漂洗，其工作过程如下：
a.单独气冲：
气冲过程为：
打开反冲洗进气阀，开启风机，空气经气水分配暗渠里的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料托起、冲散，滤料上附着的杂质通过气泡与滤料之间的摩擦、滤料之间的碰撞以及水流的剪切力的作用清洗下来并悬浮于水中，被表面扫洗水冲入排水槽中。
此过程只有反冲洗进风阀和反冲排污阀是打开的，其余的阀门都处于关闭状态。
一般3-5min，气洗强度32L/m2·s。
b.气水混冲过程为：
在气冲的同时启动反冲洗泵，打开反冲洗进水阀，反冲洗水也进入气水分配暗渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，表面扫洗仍继续进行。
此过程只有反冲洗进风阀、反冲洗进水阀和反冲排污阀是打开的，其余的阀门都处于关闭状态。
此时，原水进水阀处于微开状态，以保证被处理水进来确保表面扫洗的工艺功能。
表面扫洗的工艺是把滤池上的死角里的脏物通过表面扫洗的推力带到排污渠里。
一般8-15min，气洗强度32L/m2·s，水洗强度6L/m2·s。
c.水漂洗过程:
此过程只有反冲洗进水阀和反冲排污阀是打开的，其余的阀门都处于关闭状态。
此过程主要是通过干净水流对滤料进行漂洗，同时把滤料上的悬浮脏物排到排污渠中。
此时表面扫洗继续存在。
一般3-5min，冲洗强度6L/m2·s。
3）初滤过程
预处理水
D型滤池
反冲洗排污渠
此过程只有原水进水阀和初滤阀是打开的，其余的阀门都处于关闭状态。
此过程主要是考虑反冲洗过后，开始过滤时的出水悬浮物会出现峰值超标，设计将这部分初滤水排除。
一般1-3min。
初滤完后进入过滤过程，进行下一个循环。
反冲洗全过程伴有表面扫洗，表面扫洗强度～2.8L/m2·s。
2D型滤池的应用
2.1D型滤池应用范围
D型滤池可广泛应用于饮用水处理工程、工业用水处理、中水处理工程、深度处理工程等方面。
2.2D型滤池应用实例
D型滤池短短几年的时间在全国各地已经有了广泛的应用，已经应用的部分工程有：
工程实例表
序号
工程
规模
应用范围
（1）
诏安县四都自来水公司
3000m3/d
给水工程
（2）
新昌儒岙自来水厂
3000m3/d
给水工程
（3）
天台县红畴镇自来水厂
3000m3/d
给水工程
（4）
梅山自来水厂
3000m3/d
给水工程
（5）
白峰自来水厂
5000m3/d
给水工程
（6）
宁海西店镇人民政府
6000m3/d
给水工程
（7）
宁波市北仑区三山乡水厂
6000m3/d
给水工程
（8）
宁波市北仑区小港镇自来水厂
10000m3/d
给水工程
（9）
慈溪新浦自来水厂
10000m3/d
给水工程
（10）
温州滕桥自来水厂
10000m3/d
给水工程
（11）
浙江省永康市芝英自来水厂
12000m3/d
给水工程
（12）
象山鹤浦自来水厂
12000m3/d
给水工程
（13）
淄博沣泰供水公司
20000m3/d
给水工程
（14）
浙江省宁波小港自来水厂
20000m3/d
给水工程
（15）
泉州浮桥自来水公司
30000m3/d
给水工程
（16）
河北唐山热电厂
24000m3/d
工业给水工程
（17）
贵州野马寨电厂净水站
50000m3/d
工业给水工程
（18）
绍兴天马印染集团
60000m3/d
工业给水工程
（19）
山东晨鸣纸业集团公司
170000m3/d
工业给水工程
（20）
湖北东风汽车工业投资有限公司水厂
60000m3/d
市政用水
（21）
辽宁锦西石化公司
800m3/d
中水回用工程
（22）
大连瓦房店污水处理厂
3000m3/d
中水回用工程
（23）
北京怀柔污水处理厂
5000m3/d
中水回用工程
（24）
山西潞安王庄煤矿
6000m3/d
中水回用工程
（25）
浙江屹男印染有限公司
6000m3/d
中水回用工程
（26）
临沂新程金锣肉制品有限公司
7000m3/d
中水回用工程
（27）
绍兴天兴印染厂
8000m3/d
中水回用工程
（28）
绍兴海神印染公司
8000m3/d
中水回用工程
（29）
绍兴江南印染厂
8000m3/d
中水回用工程
（30）
成都第四污水厂
10000m3/d
中水回用工程
（31）
嘉兴欣悦天丝整饰有限公司
10000m3/d
中水回用工程
（32）
上海梅山矿业有限公司
10000m3/d
中水回用工程
（33）
宁波江东北区污水厂中水回用
20000m3/d
中水回用工程
（34）
银川第一污水处理厂
40000m3/d
中水回用工程
（35）
山西太原北郊污水厂
40000m3/d
中水回用工程
（36）
宁波建龙钢铁厂
100000m3/d
中水回用工程
（37）
四川成都沙河污水处理厂
100000m3/d
中水回用工程
3D型滤池在成都污水处理工程中的应用
3.1已建沙河污水处理厂的应用情况
①工程概况
成都沙河污水处理厂是成都市中心城水环境综合治理的一个重要组成部分。
该工程处理城市污水，处理工艺为“预处理+二级处理生化处理+深度处理”，二级处理工艺采用A2/O法，深度处理工艺采用D型滤池。
D型滤池处理规模为100000m3/d，总变化系数KZ=。
滤池进水为二级处理出水，悬浮物SS≤50mg/L。
过滤出水经消毒后排入沙河，出水悬浮物SS≤10mg/L。
②深度处理工艺流程
二沉池出水自流进入D型滤池进行过滤，滤后水经紫外线消毒后排入沙河。
处理流程见图3-1。
二沉池出水
D型滤池
排入沙河
消毒
图3-1处理工艺流程
③主要设计参数
a）D型滤池
滤池设1座分为8格，每格面积28m2。
滤料为彗星式（自适应）纤维滤料，滤料散装填装高度0.8m。
设计滤速为24.2m/h，强制滤速为27.6m/h，反冲洗周期为8～24h，反冲洗历时15～20min。
气冲强度为20L/m2·s，水冲强度为6L/m2·s，表面扫洗强度为2.8L/m2·s。
b）反冲洗泵房
设3台罗茨鼓风机，2用1备，单台风量20m3/min，风压50kpa，轴功率。
设3台反冲洗泵，2用1备，单台水泵流量350m3/h，扬程11.5m，功率。
运行中滤池反冲洗周期是根据时间来设定的，设定值为20h。
④自控
每个滤池的控制系统采用可编程控制装置PremiumPLC与中控室PremiumPLC和触摸屏组成的控制系统实现对D型滤池系统的进行操作监控，D型滤池系统PLC将作为全厂水控制系统控制网络上（以太网）的一个站点，通过PLC以太网的通讯接口接入全厂控制系统控制网络，运行人员对任何一个滤池的控制系统、水处理中控室以及总控室都能对其被控对象（滤池）进行操作、监控，包括启、停控制，设备状态和主要工艺参数监控，设备的手动/自动切换（在就地电控箱上完成）。
工艺设备的联锁保护将由电气硬件接线和PLC软件完成。
⑤处理效果
成都沙河污水处理工程于2004年9月投入生产，运行至今其滤后水悬浮物一般都能≦10mg/L,满足深度处理回用水的水质要求。
2004年和2006年部分环境监测数据如下表：
日期
SS值（mg/L）
日期
SS值（mg/L）
进水
出水
进水
出水
技术经济指标
D型滤池工程投资为850万元，其中土建投资200万元，设备、电气、仪表650万元。
D型滤池运行成本约为元/m3。
项目
电费
人工费
维修费
折旧费
合计
费用（元/m3）
3.2正在建设的天回、龙潭、武侯、江安河污水处理厂的应用情况
①工程概况
天回、龙潭、武侯、江安河污水处理厂设计规模均为10万m3/d，处理水质为城市污水，设计进水水质如下：
四座污水处理厂设计进水水质
项目
CODCr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N（mg/L）
TN
（mg/L）
TP
（mg/L）
TMin
（C）
设计值
400
200
240
30
40
4
12
设计出水水质如下：
四座污水处理厂设计出水水质
项目
BOD5
CODCr
SS
NH3-N
TN
TP
出水水质（mg/L）
≤10
≤50
≤10
≤5
15
≤
设计采用的处理工艺为“预处理+二级处理生化处理+深度处理”，二级处理工艺采用改良A/O（具有改良A2/O功能），深度处理工艺采用D型滤池。
②D型滤池
设计进水水质SS≦40mg/L，色度≦50。
滤池投标担保出水水质SS≦10mg/L，色度≦30，滤层水头损失≦1.6m，过滤周期≧24h。
每座厂均设1座D型滤池，分10格，每格过滤面积28m2。
4D型滤池在宁波江东北区污水厂中水回用工程中的应用
4.1工程概况
宁波江东北区污水厂中水回用工程处理规模为万m3/d，处理后水回用作景观用水。
中水厂进水为污水厂二级生化处理沉淀池出水，设计进水水质SS≦40mg/L，设计出水水质SS≦10mg/L。
4.2
中水处理工艺流程
排入厂区污泥浓缩系统
二级处理出水由提升泵提升，在管道混合器内与絮凝剂投加装置投加的PAC药剂快速混合，生成微絮凝体，然后进入D型滤池进行过滤。
DA863纤维滤料在水力作用下可自适应形成的上疏下密的理想滤床结构，在该滤床的吸附和拦截作用下，水中的悬浮物得以从水中分离出去，从而达到净化水质的目的。
过滤出水经滤池底部的清水池出水进入紫外线消毒渠进行消毒，消毒出水回用作观赏性景观用水。
4.3工艺单元设计
①絮凝加药
混合装置为管道混合器，絮凝剂为PAC，投加量15～30mg/L，投药浓度10％，投加点设在混合器进口，加药设备采用2台隔膜式计量泵，1用1备。
在原水水质较差或需控制藻类生长时采用转子流量剂配以水射器，在取水口处投加漂白粉（投加量6-8mg/L，投药浓度2％）。
②D型滤池
D型滤池为本工程的核心处理构筑物，它采用滤料截留水中的悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。
D型滤池（彗星式纤维滤料）设1座，分4格，单排布置。
单格有效过滤面积12m2。
滤池反冲洗采用气水反冲洗。
单独气冲洗强度32.0L/m2·s，冲洗时间3～5min；气水联冲时水冲强度6.0L/m2·s，气冲洗强度32.0L/m2·s，冲洗时间8～10min；单独水冲强度6L/m2·s，冲洗时间3～4min。
滤池单格进水及排水采用电动闸板控制；滤后出水、反冲进水及反冲进气采用电动阀门控制，滤池出水电动阀门为可调节电动阀。
滤池运行采用程序控制，结合进水水质采用恒水头过滤或变水头过滤。
进水渠与单格滤池之间采用可调节的堰板配水。
D型滤池采用彗星式纤维滤料，该滤料的过滤精度为大于2μm的悬浮颗粒去除率达95%以上，滤料层厚800mm（散落厚度，散落密度约为83kg/m3），滤床纳污量：
15kg/m3―35kg/m3；剩余积泥率：
<2%。
反冲洗泵房与滤池合建。
泵房内设2台罗茨风机，1用1备，Q=17.0m3/min，ΔP=50kpa，N=22kw。
设2台反冲洗水泵，1用1备，Q=260m3/h，H=10.0m，N=15kw。
运行中滤池反冲洗周期是根据时间来设定的，设定值为24h。
③处理效果
江东北区污水厂中水回用工程于2006年10月运行以来，出水水质达到并优于设计要求，表4-1是D型滤池2006年与2007年部分检测数据。
表4-1中水进出水水质检测表
采样时间
项目
CODCR
BOD5
NH3-N
TP
SS
中水进水
13
中水出水
5
中水进水
20
中水出水
2
中水进水
8
中水出水
3
中水进水
14
中水出水
5
中水进水
11
中水出水
4
中水进水
20
中水出水
8
中水进水
37
15
中水出水
28
7
中水进水
中水出水
中水进水
29
中水出水
20
中水进水
43
10
中水出水
④工程投资
工程投资万元。
5小结
①D型滤池在成都沙河污水处理厂深度处理及宁波江东北区污水厂中水回用工程中的成功应用，证明D型滤池应用在处理污水厂二级处理出水达到回用要求是可行的、合理的和有效的，取得了良好的效果。
②污水厂二级生化处理二沉池之后设置D型滤池，可以保证污水厂出水SS≦10mg/L，滤池反冲洗周期可以达到24h左右。
③D型滤池上部的栅状盖板，可以阻止二沉池浮渣对滤料的影响，提高了滤池的产水能力；
（滤板整体浇注成形）
④D型滤池的高滤速，使其与砂滤池相比，在占地方面具有明显的优势。
⑤D型滤池经过多年的改进与优化，目前已趋于成熟，设计滤速为17~23m/h，气冲强度为28~32L/m2·s，水冲强度为6~7L/m2·s。
⑥D型滤池上部的栅状盖板，其间隙为~1.8mm，可以阻止阳光的直射，减缓滤料中藻类的生长。
但上部盖板表面藻类生长还是比较明显，因此对于污水厂二级生化处理出水需要增加过滤单元时，建议增加顶盖遮阳和设置杀藻、杀生物膜药剂，如：
次氯酸钠、二氧化氯等。
⑦D型滤池作为一种新型、高效的快滤池，以其水质好、滤速高的特点，不断地在污水深度处理领域中被推广使用，具有很好的应用前景。
⑧污水经过深度处理（过滤）后，其悬浮物或浑浊度得到明显改善，但滤后水还会使人感觉到有异嗅和色度，需要进行高级处理（如臭氧氧化、活性炭吸附）才能解决嗅味和色度的问题。
⑨根据宁波江东北区污水厂中水回用工程D型滤池的运行情况，絮凝剂PAC投加量在3mg/L（以Al2O3计）以下，对悬浮物或浑浊度的去除效果比较理想。
但对于大剂量投加药剂用于除磷时，建议投加点设在二沉淀池之前。
因此对于含有深度处理的污水处理系统，絮凝剂投加点至少应考虑两点，一点为二沉淀之前，另一点为滤池之前。
二沉淀池之前投药主要是用于除磷，滤池之前主要是用于去除悬浮物或浑浊度。
根据实际运行情况，对于滤池之前投药，只需进行微絮凝直接过滤就可以满足出水要求。
6工程实例图片
成都沙河污水处理厂
D型滤池外观
滤池分格
滤池过滤（变水位）
滤料上部盖板
反冲洗罗茨风机
反冲洗水泵
气水联合反冲洗
反冲洗气冲
人工清洗浮渣
滤池出水水质
宁波江东北区污水处理厂
滤池外观
滤池过滤（变水位）
滤池过滤（变水位）
滤池反冲洗（气洗）
滤池反冲洗（气水联合冲洗）
中水提升泵房
反冲洗水泵
加药罐
加药计量泵
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