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摘 要： 摘要：針對江蘇省污水處理廠提標改造中深度處理部分的選擇，討論了纖維束過濾技術的特點、工藝組合及應用等，得出該過濾技術和常規過濾相比，纖維束過濾具有占地面積
摘要：針對江蘇省污水處理廠提標改造中深度處理部分的選擇，討論了纖維束過濾技術的特點、工藝組合及應用等，得出該過濾技術和常規過濾相比，纖維束過濾具有占地面積小、處理效果好、使用壽命長等優點。
關鍵詞：纖維束過濾;提標改造;污水處理廠
2007 年春末夏初，太湖藍藻爆發，引發無錫供水危機。 為治理太湖，改善水質，必須從源頭上減少太湖的污染負荷。 根據國家和江蘇太湖流域水污染防治工作的總體部署，太湖流域城鎮污水處理廠要提高處理標準，排放水質量要達到 GB 18918-2002 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 的一級標準 A 標準。 據此， 到 2010 年底， 江蘇省太湖流域需對 169 座城鎮污水處理廠進行除磷脫氮提標改造，日總規模超過 400 萬 m3 。 同時，太湖流域(擴)建城鎮污水處理廠必須按照一級 A 標準實施建設[1]。 從一級 B 標準提高到一級 A 標準的,生物脫氮除磷工藝無法滿足要求，必須增加化學除磷設施。 同時 SS 從一 級 B 標 準 的 20 mg/L 提 高 到 一 級 A 標 準 的 10 mg/L，常規的重力沉淀也無法滿足，因此在污水處理廠的升級改造中必須增加過濾設施。 纖維束過濾技術由于具有占地面積小、濾料使用壽命長、濾層密度可調可控以及管理維護簡單等優點在市政污水的升級改造中得到越來越多的應用，目前已在國內大型污水處理廠中應用，日處理規模可達 30 萬 t。
1 纖維束過濾技術
纖維束過濾技術采用軟填料—纖維束作為濾元， 其濾料單絲直徑可達幾十微米甚至幾微米，屬微米級濾料， 具有巨大的比表面積和表面自由能(d50：80 000 m2 /m3 ，而砂 d1000：6 000 m2 /m3 )。 與均值濾料相比， 纖維束濾料過濾具有更高的過濾精度、濾速和截污能力,可將濾速提高兩倍以上, 而出水濁度可以降低 70%[2]， 同時纖維束濾池由于采用纖維濾料，大大提高了接觸面積[3]，可減少近 50%的占地面積[4]，出水水質也更優良。
1.1 高效纖維束濾池工作原理
高效纖維束濾池是一種全新的重力式濾池，其工藝系統如圖 1 所示。
纖維束濾料用聯接件固定在濾池的上濾板與下濾板之間，其中下濾板固定，上濾板可上下調節。過濾時，原水通過進水閥進入纖維束濾池，自上而下流過濾料層，纖維束向下推移彎曲，下端壓縮堆積在下濾板上，上端被拉伸舒展，濾料層形成沿水流方向密度逐漸增大的理想狀態，實現理想的深層過濾。 王德英等[5]通過對纖維束濾床過濾性能的研究發現纖維束濾床孔隙尺寸分布合理，類似于理想濾層，在過濾中整個濾層都能發揮截污作用，相應地，水頭損失也較均勻地分布于整個床層。 清水通過出水閥流出纖維束濾池。 清洗時，反洗水通過反洗水泵、反洗進水閥進入纖維束濾池，自下而上流過濾料層，纖維束向上伸展放松，反洗出水通過反洗排水閥排出纖維束濾池，空氣通過風機、反洗進氣閥進入纖維束濾池， 自下而上通過濾料層排出，截留的懸浮物被洗脫下來并隨反洗出水帶走。
1.2 高效纖維束濾池特點
(1)占地面積小。纖維束濾池的平均濾速可高達 18～20 m/h，是砂濾池的 3 倍，可大幅節約占地面積。
(2)濾層密度可調控。 濾層密度可調節和控制，滿足不同過濾精度要求，避免過濾阻力上升過快。
(3)濾料使用壽命長。 濾元性能不衰減，濾料不流失，且無需使用化學藥劑清洗，使用壽命一般不低于 10 年。
(4)短纖維不脫落。 濾元是由經過特殊處理的束狀纖維長絲纏繞而成，運行及清洗時不會有短纖維脫落。
(5)清洗水耗低。 纖維束濾池的清洗水耗一般為 1%～3%，是砂濾池的 1/2。
(6)工程造價低。 纖維束濾池的工程造價與傳統的砂濾池相近。
(7)運行成本低。 纖維束濾池單位水處理運行成本(包括電耗、人工、折舊)<0.1 元。
(8)易清洗。 纖維束濾元不存在綁扎結點，清洗時處于舒展放松狀態，容易清洗，而且由于纖維束濾元兩端都懸掛在濾板上不會纏繞亂層，容許高強度氣—水聯合清洗，可保證清洗效果，防止濾層積泥。 蔣軼鋒等[6]通過對纖維束過濾器的研究認為氣水聯合反沖洗是適合恢復纖維束過濾器過濾效能的沖洗方式， 在反沖洗水流量 10～12 L/(m2 ·s)、水壓 0.1 MPa、空氣流量 60 L/(m2 ·s)、氣壓 0.1 MPa 的條件下， 沖洗 30 min 能夠有效地恢復纖維過濾器的過濾性能。
2 實現污水一級 A 排放標準的推薦工藝組合
2.1 微絮凝-纖維束過濾工藝
對于出廠水達到 GB 18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級 B 標準的污水處理廠，可以采用最簡捷的微絮凝-纖維束過濾工藝，詳見圖 2。
工藝說明：
(1)纖維束濾池可有效去除懸浮物，同時可降低生化需氧量、化學需要量、總磷、總氮等指標。
(2) 微絮凝可以提高纖維束濾池 對 CODCr、 BOD5、TP、TN 的去除效果。 對 TP 的去除濾前需投加鋁鹽或鐵鹽混凝劑，一般投加 PAC(聚合氯化鋁)或 AL2(SO4)3(硫酸鋁)5～20 mg/L。
(3)消毒可有效殺滅致病菌。 一般采用氯氣、二氧化氯、紫外線等。
2.2 生物過濾-纖維束過濾工藝
對于出廠水氨氮比較高的污水處理廠，宜采用生物過濾-纖維束過濾工藝，詳見圖 3。
工藝說明：
(1)纖維束濾池可有效去除懸浮物，同時可明顯降低 CODCr、BOD5、TP、TN 等指標。 對 TP 的去除濾前需投加鋁鹽或鐵鹽混凝劑。
(2)曝氣生物濾池可有效去除氨氮，同時可以降低 CODCr、BOD5、TP、TN 指標[7]。 一般采用陶瓷濾料、泡沫塑料珠等濾料。
(3)消毒可有效殺滅致病菌。 一般采用氯氣、二氧化氯、紫外線等。
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2.3 混凝沉淀-纖維束過濾工藝
對于出廠水 TP 較高(TP>1 mg/L)的污水處理廠，需要投加較多的混凝劑(混凝劑投加量>10 mg/ L)，宜采用混凝沉淀-纖維束過濾工藝，詳見圖4。
工藝說明：
(1)纖維束濾池可有效去除懸浮物，同時可明顯降低 CODCr、BOD5、TP、TN 等指標。
(2)混凝沉淀可有效去除懸浮物，降低濾池的負擔。 一般投加聚合氯化鋁或硫酸鋁 15～50 mg/L。
(3)消毒可有效殺滅致病菌。 一般采用氯氣、二氧化氯、紫外線等。
3 高效纖維束濾池在污水廠提標改造中的應用
啟東市城市污水處理廠一期工程 2.5 萬 t，于 2006 年正式投入運行， 接納廢水主要是啟東市城區生活污水及極小部分的經濟園區的工業廢水，工藝采用的是生物脫氮除磷的 orbal 氧化溝工藝，隨著啟東經濟的飛速發展，城區人口的不斷增加及省委省政府的提標改造的要求，啟東市及時起動了啟東市城市污水處理廠的二期工程即 2.5 萬 t 的擴建工程及 5 萬 t 的提標改造工程，深度處理具體設計工藝如圖 5 所示。
纖維束濾池的作用主要是去除 SS， 同時去除部分 CODCr、BOD5 及 TP。 濾池設計濾速為 20 m/h，強制濾速為 20.8 m/h，總過濾面積為 145 m2 ,格數為6，雙排對稱布置，單格尺寸為 2 m×2.1 m×5.75 m，濾池水深 3.2～4.2 m。 反洗水強度為 8～10 L/(s·m2 )，反洗風強度為 60～80 L/(s·m2 )， 運行周期為 12～24 h(可調整)，反洗方式為水洗-氣水混洗-水洗，反洗時間≤ 30 min(可調整)。 濾池進出水水質設計指標見表 1。
二期工程提標改造后于 2009 年 6 月底開始正式運行，濾池出水水質穩定達到設計要求，污水廠出水穩定達到一級 A 排放標準。
4 結語
纖維束過濾是一種理想的深層過濾技術，處理后水質能穩定滿足設計要求， 達到一級 A 排放標準。 濾池過濾速度快，可達到 20 m/h，因此可大幅度節省原廠面積。 使用過程中可以根據過濾精度對濾層進行調節和控制。 濾料性能不衰減，不脫落短纖維，且不需要對濾料進行特殊清洗，如使用化學藥劑清洗，因此維護方便，不會產生二次污染。——論文作者：吳敬東
參 考 文 獻
1 江蘇省住房和城鄉建設廳.江蘇省太湖流域城鎮污水處理廠提標建設技術導則[M].北京：中國建筑工業出版社， 2010.
2 王美秋，信昆侖.纖維束過濾技術與均質濾料過濾技術的對比中試研究[J].中國資源綜合利用，2007，25(3)：20-22.
3 趙曉光，周 穎.重力式纖維束濾池在給水中的應用[J].工業水處理，2007，27(12)：74-75.
4 陳國鋒，劉凡清.纖維束濾料與均質石英砂濾料過濾效果的比較[J].蘇州科技學院學報(工程技術版).2007，20(2)： 54-56.
5 王德英，周 于，董正帥，等.纖維束濾床過濾性能的研究[J]. 過濾與分離，2007，17(2)：15-17.
6 蔣軼鋒，王 琳，王寶貞，等.纖維過濾器用于污水回用的研究[J].環境污染治理技術與設備，2005，6(12)：97-100.
7 謝 娟，章一丹.污水除磷脫氮幾個關鍵問題及研究方向的探討[J].江蘇環境科技，2008，21(2)：64-65.
