城鎮污水廠三級處理工藝方案的選擇研究

湯 磊

武漢市水務集團有限公司 湖北 武漢 430034

正文：

一、 高效斜管沉淀工藝

在傳統的平流沉淀池水處理的工藝條件下吸收非穩態混凝、絮凝加速和淺池等現代化的水處理理論，把這三個過程進行融合和優化，從而提升傳統水處理效率。高效斜管沉淀池與普通沉淀池相比，具有水力負荷高、占地面積更小的工藝特點，在一定的沉淀池面積條件下，斜管沉淀效率是傳統的10倍左右，而且啟動時間比較短。高效斜管沉淀工藝通過不同藥劑的投加，不僅可以去除部分懸浮物和碳污染物，而且還可以去除大部分磷，保證使出水達標。

二、高效纖維過濾器工藝

高效纖維過濾器由濾元、框架結構、水系統等部分組成，水由下而上通過濾層。通過PLC控制，過濾和反沖洗可以用PLC控制自動切換。濾元采用束狀纖維，濾料的直徑可達幾個微米，而且比表面積大、過濾的阻力小，過濾的精度受制于濾料的粒徑。而大的比表面積，致使表面的自由能大，濾料還具備吸附雜質顆粒的能力，從而提高了過濾的效率。通過設備內部的特殊裝置調節纖維的密度，利用水力來進行調節，過濾時濾層空隙度沿水流動方向逐漸縮小，密度逐漸增大，實現深層過濾；反洗時濾層放松，纖維濾料恢復自由狀態，通過水、氣混合擦洗，可有效地恢復濾元的過濾性能。

該過濾器具有深層過濾效果，過濾速度快，可以達到30m/h，從而可以減小總過濾面積。但由于過濾器內部配水系統的限制，目前罐體直徑一般不超過3.0m。

三、纖維轉盤過濾工藝

纖維轉盤濾池的工藝過程包括過濾、反沖洗（清洗）以及排泥。

1）過濾

污水依靠重力進入濾池，濾池中設置有布水圍擋。濾布采用的是全淹沒式，污水在重力的作用下通過濾布，濾布表面具有的纖維編織毛絨形成有序的倒伏層，在水壓的作用下形成了過濾精度為10微米的過濾間隙，SS顆粒則被毛絨濾布有效的截留。濾后水在濾盤內外的壓力差作用下，透過濾盤進入中心管，污泥一部分被濾布截留在表面，另一部分則沉淀在濾池底部，濾后水依靠重力通過出水堰排出濾池。過濾的期間，濾盤始終處于穩態，這有利于污泥的沉積在池底，而且過濾為24h的連續過程。

2）反沖洗

過濾過程中大部分污泥吸附于濾布外側，逐漸形成污泥層。隨著污泥在濾布上不斷的堆積，堵塞濾孔，使得濾布的過濾阻力逐漸增加，從而導致濾池的水位不斷升高。通過投入式液位計可以測得池中的液面高度。當濾池中水位到達反沖洗的設定值時， PLC啟動反沖洗閥和反沖洗泵進行反沖洗。

3）排泥

過濾器的濾盤下安裝有斗形污泥的收集池。污泥在收集池內沉積，防止污泥堵塞濾布，增加了過濾時間，節約清洗濾布的水量，降低了清洗濾布的次數，減緩吸盤對濾布的磨損，延長了濾布使用壽命。

纖維轉盤濾池的優點是可以不間斷過濾，有效的過濾面積大，而且占地面積小；設備簡單緊湊，總裝機功率低，運行費用低。

四、 活性砂過濾工藝

活性砂過濾系統是由混凝土池、進水管、出水管、內部過濾單元、錐型濾砂的導向裝置、沖洗水的出水管、彈性連接部件、空氣壓縮機系統以及自動控制系統等組成。其中內部過濾的單元包括水流分配器、洗砂裝置和空氣提升泵套管，而在過濾單元上部的是進出水管和沖洗水出水管。

空氣提升泵將已經使用過的濾料提升至過濾器頂部的洗砂器中，將活性砂中的污染物通過紊流的作用分離出來，再用清洗水沖洗排出。經過凈化的活性砂利用自身重力回流至砂床，從而可以達到連續過濾的目的。因砂濾過程所截除的將主要是含有大量細菌、微生物等有機污染的絮凝體和大量膠體物質，濾床截污后的粘度較大，這種情況易發生腐敗現象，所以在污水三級處理中一般會考慮使用表面沖洗能力較強的濾池，如V型濾池、移動罩濾池。

活性砂過濾器的優點主要是反沖洗時過濾可以連續進行，而無需停機，過濾效率高，不需要反沖洗水泵、風機、沖洗水箱藝及閥門等設備；活性砂的過濾工藝是集混凝、沉淀和過濾于一體，縮短了工藝流程，減少了占地面積；運行及維護費用低；對于高SS含量的廢水不需預處理（適用的廢水SS可達150mg/L）；采用單一均質濾料，無須級配層；濾料可以被連續的清洗，過濾效果好，沒有初濾液的問題；出水的水質穩定；適用于改擴建工程。

目前，以上幾種深度處理工藝在污水處理廠進行工藝改造中均得到廣泛的應用。但高效斜管沉淀池很少單獨使用，需要在后面設置過濾器以保證出水SS效果。活性砂過濾器在使用中為了提高過濾效果并延長反洗周期，通常在前端會設置混凝沉淀裝置。

五、三級處理工藝方案的選擇

鑒于多數污水處理廠用地面積緊張，新增的三級處理工藝布置在現況廠區范圍內為首選。因此在選擇工藝時，首先考慮的是占地面積，而傳統的工藝無法滿足用地限制，不進行考慮。

高效斜管沉淀工藝一般不單獨應用，其工作原理仍然是通過改善出水懸浮物的沉降性能和提高沉淀效率來達到去除目的，通常后面還需設置過濾器以保證穩定的出水質量，也不進行考慮。

就目前情況，大多數污水廠二級處理出水水質接近一級A標準，但還不能穩定達標，因此一般考慮采用絮凝過濾（絮凝+過濾）、微絮凝（混合+過濾）或直接過濾的深度處理方式。

高效纖維過濾器、纖維轉盤濾池和砂濾池從占地面積上（僅主工藝，未包括附屬建筑），只有纖維轉盤濾池可以滿足要求。另外纖維轉盤濾池與其他兩個工藝相比，不需要曝氣設備，不需要提升泵，水頭損失更小，可以充分利用現況二沉池與消毒池之間的液位差，減少運行電耗。

結語

綜合以上分析，纖維轉盤過濾工藝在占地上可以滿足大多數污水廠三級處理工藝的升級改造需要，且具有工藝成熟穩妥、運行管理及維護簡單的優點，故纖維轉盤過濾工藝作為污水廠三級處理的推薦方案。