纤维转盘滤池

　　3.5.5纤维转盘滤池 纤维转盘滤池是由浦华控股有限公司自主研发的一项过滤技术，从2002年初始，浦华控股有限公司开始对过滤技术的研发工作，到2003年底纤维转盘滤池的概念逐渐成熟，并且在2004年初，第一台处理量为2000m3/d的中试装置开始在实验室进行运转，并对一系列参数进行了测试调整。2006年初，新的处理量为2000m3/d的中试装置在大连老虎滩污水处理厂运转，以处理二级生化处理后的实际污水。中试试验进行了近8个月，对实际污水处理有了更全面地了解。浦华控股有限公司已于2007年分别申请了发明和实用新型专利，到目前为止，已有的业绩近20个，所有完成的项目均取得了良好的处理效果，全部达到处理要求。

　　3.5.5.1工作原理

　　过滤是固液分离的组成部分，它利用过滤介质或多孔膜截留液体中的难溶颗粒。可分为深层过滤、膜过滤和表面过滤三大类，分类见图3-1。纤维转盘滤池属于深层过滤，它具有3～5mm的有效过滤深度，比砂滤类滤床深度浅，但密度比砂滤类大。与表面过滤（不锈钢丝网或聚酯丝网过滤）相比，有着本质区别，它们无纳污空间。

　　表面过滤 过滤 膜过滤 深层过滤 砂滤 多孔介质滤池 纤维球或纤维束滤池 纤维转盘滤池 等 微滤 超滤 纳滤 反渗透 筛滤（不锈钢丝网或聚酯丝网类） 真空过滤

　　离心过滤

　　等

　　图3-1 过滤工艺分类

　　不同尺寸颗粒所对应的过滤分离方式如图3-2所示。

　　水 0.0002 微米 0.01 0.1 1 10 100 1000

　　单位：微米 0.0001 0.001

　　图3-2 不同尺寸颗粒所对应的过滤分离方式

　　纤维转盘滤池的过滤介质是纤维毛滤布，它是由有机纤维堆织而成，其绒毛状表面由尼龙纤维织而成，同时以聚酯纤维做为支撑体。在干燥状态下，纤维毛呈直立状态，浸湿后，纤维毛便会耷拉下来，形成滤布介质有3到5mm的有效过滤深度，且当量孔径只有10微米，可以使固体粒子在有效过滤厚度中与过滤介质充分接触，将超过尺寸的粒子俘获。滤布的深度能够存储俘获的粒子，减小反冲洗流量，同时还可减少正常运行时水头损失。在反洗状态下，与反抽吸装置相靠近的纤维毛又会直立起来，方便纤维毛中的杂质排出，可以清洗彻底。纤维毛在各种状态下的情况如图3-3所示。

　　(b)浸湿状态

　　(d)反洗状态 (a)干燥状态

　　(c)过滤状态

　　图3-3 纤维毛在各种状态下的情况

　　纤维转盘滤池结构如图3-4所示，它由用于支撑滤布的垂直安装于中央集水管的平行过滤转盘串联起来组成。一套装置过滤转盘数量一般为2～20个，每个过滤转盘是由6小块扇形组合而成。过滤转盘由防腐材料组成，每片过滤转盘外包有纤维毛滤布。反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成，排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成，排泥泵与反洗水泵为同一水泵。

　　滤盘 驱动装置 出水槽 进水管 反抽吸装置

　　水泵 反洗电动阀门 排泥电动阀门

　　(a)

　　(b)

　　图3-4 纤维转盘滤池 (a)轴测图 (b)设备俯视

　　纤维转盘滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。

　　（1）过滤：外进内出，污水重力流进入滤池，使滤盘全部浸没在污水中。同时为了使各滤池布水均匀并且使进水尽量产生低扰动，需在滤池中设布水堰。污水通过滤布过滤，过滤液通过中空管收集后，重力流通过出水堰排出滤池。整个运行过程中过滤均为连续的，即便在清洗过程中，过滤仍在进行。

　　（2）清洗：过滤中部分污泥吸附于纤维毛滤布中，逐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚，滤布过滤阻力增加，滤池水位逐渐升高。通过设置在滤池内的压力传感器监测池内液位变化，当该池内液位到达清洗设定值（高水位）时，PLC即可启动反洗泵，开始清洗过程。反洗时间和周期可以调整。滤布上的污泥通过反抽吸装置，经由反洗水泵，排出进入厂区排水系统。清洗时，滤池可连续过滤。

　　过滤期间，过滤转盘处于静态，有利于污泥的池底沉积。清洗期间，过滤转盘以0.5～1转/分钟的速度旋转。反洗水泵负压抽吸滤布表面，吸除滤布上积聚的污泥颗粒，过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸，并对滤布起清洗作用。瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1%左右，反冲洗过程为间歇。

　　正常清洗时，2个过滤转盘为一组，每次清洗一组滤盘，通过自动切换抽吸泵管道上的电动阀控制，纤维转盘滤池一个完整的清洗过程中各组的清洗交替进行，其间抽吸泵的工作是连续的。当进水水质突然恶化，反冲洗周期≤15分钟时，系统将启动应急措施，同时启动2～4台反冲洗泵，对2～4组过滤转盘（4～8个转盘）进行反冲洗，直至反冲洗周期恢复正常。

　　（3）排泥：纤维转盘滤池的过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量，可延长过滤时间，减少反洗水量。经过一设定的时间段，PLC启动排泥泵，通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中，排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。

　　另外，滤池前的处理系统出现故障时，可启动排泥系统以发挥清空滤池的作用。

　　纤维转盘滤池滤盘的直径有0.75m、2m和3m三种，单台纤维转盘滤池的处理规模分别为200m3/d～60000 m3/d。滤盘直径为0.75m的纤维转盘滤池结构形式为钢池体，适用于处理规模为2000 m3/d以下的工程项目；滤盘直径为2m和3m的纤维转盘滤池结构形式有钢池体和钢筋混凝土池体两种，钢池体一般用于处理量为10000m3/d以下的工程项目，而钢筋混凝土结构则适用于中等规模以上的项目，且处理规模在100000 m3/d以上的工程项目适合采用滤盘直径为3m的纤维转盘滤池，池体数量可以相对减少，一则可减少泵阀数量，并由此减少这些设备的故障概率，二则可减少管道工程量，并且易于布水均匀。在具体项目中，可以根据各自的不同情况进行选用。

　　3.5.5.2特点

　　纤维转盘滤池的独特设计使其具有诸多优点：

　　1．出水水质好，耐冲击负荷

　　纤维转盘滤池截留效果好，在进水SS不大于20mg/l的情况下，出水SS可小于5mg/l。进水堰设计独特，可消能防止扰动。过滤与

　　反冲洗同时进行，瞬时只有池内单盘的1％面积在进行反冲洗，过滤是连续的，抗冲击负荷能力强。

　　2．占地面积小

　　与传统的深层过滤单元不同的是：传统过滤设备内水流一般从上至下，或从下至上流动，属于平面方向过滤，纤维转盘滤池则将过滤面竖直起来，水流从左至右流动，因此很多过滤面可以并排布置，可以在保证过滤面积足够大的前提下减少占地面积。另外，设备简单紧凑，附属设备少，根据布置情况，附属设备只需占用少量地方。

　　3．设备闲置率低，总装机功率低

　　所有滤盘几乎总处于过滤状态，设备闲置率低。整个过滤装置需要用电的只有驱动电机、反洗水泵和电动阀，驱动电机功率仅为0.55～0.75Kw，反洗水泵功率仅为2.2Kw，总装机功率很低，例如对于处理量为1万m3/d的纤维转盘滤池总装机功率约为5Kw。这个优点对于改造项目尤其突出，对污水处理厂来说，用电方面可以不用扩容。

　　4．反洗水量小，对前处理工艺影响小

　　纤维转盘滤池反洗所需要的水量小，与处理水量的比为≤1％。实际工程运行情况下，反冲洗间隔时间一般为2h，每个滤盘的冲洗时间为1～2分钟。因此，反洗水量可以比较均匀地返回到前处理系统，不会对前处理工艺产生影响。

　　5．清洗彻底，不易长生物垢

　　现有的滤布结构及反冲洗频率和强度使得本过滤设备的运行基本不受藻类滋生问题的影响，首先，滤布结构为大孔隙支撑层及纤维

　　毛层，反抽吸时，在反抽吸口处纤维毛会完全直立起来，清洗比较彻底，残留很难累积。再次，本过滤设备的反冲洗频率为一般为60min一次，比较密集，且反冲洗强度较大，为333L/m2.s，使得藻类滋生非常困难。

　　6．运行自动化

　　整个过程由计算机控制，可根据液位或时间来控制反冲洗过程及排泥过程的间隔时间及过程历时。

　　7．维护简单方便

　　过滤形式为外进内出，即污水先进入滤池，过滤后的污水进入中心管，这样，滤前水中即使有较大的漂浮物或跑料的填料，对滤池运行的影响也很少。

　　纤维转盘滤池机械设备较少，泵及电机均间隙运行，过滤时滤盘是静止的，只有反冲洗或排泥时，泵或电机才运转。滤布磨损较小，即使有异常损坏，滤盘也易于更换，滤盘的每个扇形片均可以单独移开，更换一个盘仅需10分钟。

　　8．滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快。 在工程运行当中，滤前的生化处理系统难免会出现一些事故，导致生化池内的污泥排放至滤池内。对于纤维转盘滤池而言，污泥污染的只是滤盘的外侧，而对接触滤后水的滤盘内侧没有污染，所以影响较小，并且滤池内的污泥可以通过排泥管迅速清除，恢复较快。

　　9．设计周期和施工周期短

　　纤维转盘滤池为模块化设计，与外部的接口较少，设计周期短。其安装简便，施工周期也短。

　　3.5.5.3自动控制

　　系统正常工作时为全自动运行，其控制系统采用可编程序控制器（PLC）控制，分为手动/自动/远程三种控制方式。每格滤池配置1台触摸屏以便实地调整滤池运行和反洗参数，集中控制滤池的电动阀门、反洗水泵及驱动电机。

　　滤池配备一台压力传感器以便监视滤池运行液位和控制反洗，同时还配有一台高液位开关，在高液位情况下起保护作用。

　　在自动运行状态下，滤池一般根据设定的时间和滤池运行液位控制反洗，2种情况的任何一种达到设定值即进行反洗。

　　本地PLC还预留了与上位机通讯接口，将各台设备的运行状况上传至中控以便对其进行远程监控。

　　3.5.5.4工艺流程

　　图3-5 纤维转盘滤池处理流程

　　纤维转盘滤池技术的工艺流程如图3-5所示。一般情况下，经过二级处理后的污水可以直接通过纤维转盘滤池过滤处理，以去除污水中的SS，并顺带去除一些粘附在悬浮物上的COD、BOD、TP等。处理后的达标水经水泵加压后，可直接供中水用户使用。如果当二级生化处理后的污水中TP或难生物降解的COD浓度仍较高时，则需

　　要投加絮凝药剂，使它们变成矾花后，也通过纤维转盘滤池去除。这时，混合反应就是必不可少的环节，可在生物处理段进行混合反应，也可以在纤维转盘滤池前设置专门的混合反应池。根据加药后可能产生的SS浓度情况，可将这些污水直接排入纤维转盘滤池进行处理，也有可能需要在混合反应之后设置沉淀池，将经过沉淀之后的污水排入纤维转盘滤池。

　　总结一下，纤维转盘滤池的处理大致分4种情况：

　　情况1：二级出水经纤维转盘滤池直接处理

　　情况2：生物段加药反应后的污水经纤维转盘滤池处理

　　情况3：二级出水经混合反应后，再经纤维转盘滤池处理 情况4：二级出水经混合反应沉淀后，再经纤维转盘滤池处理 对于城市污水处理厂的污水而言，一般采用前三种方式。

　　3.5.5.5工艺设计参数

　　纤维转盘滤池的工艺设计参数如表3-1所示。

　　纤维转盘滤池单元性能参数 表3-1