DynaSand活性砂過濾器在市政中水回用中的應(yīng)用

DynaSand活性砂過濾器是由瑞典Waterlink AB公司發(fā)明的一種先進(jìn)的,基于逆流原理的連續(xù)過濾設(shè)備。DynaSand活性砂過濾器至今已經(jīng)有25 a的歷史,目前在全世界已經(jīng)有40 000多家用戶,在中國的應(yīng)用實(shí)例已有二十多臺(tái)。
　　活性砂過濾器不同于一般的傳統(tǒng)過濾器,它是一種微絮凝過濾器,集混凝、澄清、過濾為一體,無需單設(shè)混凝、澄清池,從而大大降低了一次性投資成本,減少了占地面積?；钚陨斑^濾器外形為圓柱型罐,由進(jìn)水管、濾液排放堰板、洗砂水排放管、布水器和放空管等組成(見圖1)。進(jìn)水通過位于設(shè)備底部的入流分配管進(jìn)入處理系統(tǒng),經(jīng)砂床過濾后由頂部出口溢流出水。過濾時(shí)砂床截留的雜質(zhì)被空氣提升泵輸送到濾罐頂部的洗砂器,通過機(jī)械摩擦作用和紊流作用使污染物從濾砂表面分離出來,雜質(zhì)經(jīng)洗砂水出口排出,凈砂利用自重返回砂床。
　　它不需停機(jī)反沖洗;采用單級濾料,無需級配,因而克服了普通砂過濾器水力分布不均和產(chǎn)生初濾液的問題;內(nèi)部沒有可移動(dòng)部件,減少了設(shè)備的維護(hù)和維修成本。同時(shí)該過濾器無需配備反沖洗水泵及用于停機(jī)切換的電動(dòng)、氣動(dòng)閥門和反沖洗水罐。

　1、試驗(yàn)裝置與方法
　　1.1工藝流程
　　本中試試驗(yàn)采用的工藝流程如圖2。

　　試驗(yàn)用水采用北小河污水處理廠二沉池出水,經(jīng)加藥后進(jìn)入過濾器。過濾后出水達(dá)到《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,進(jìn)入清水池回用。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2004-09-07—12-20。

　　1.2試驗(yàn)裝置
　　DynaSand活性砂過濾器基于逆流原理,待處理的原水經(jīng)進(jìn)水管,通過位于過濾器底部的布水器進(jìn)入過濾器。水流由下向上逆流通過濾床,經(jīng)過濾后的過濾液在過濾器頂部聚集,經(jīng)溢流口流出。過濾器底部被污染的濾料通過空氣提升泵被提升到過濾器頂部的洗砂器,通過紊流作用使污染物從活性砂中分離出來,雜質(zhì)通過清洗水出口排出,凈砂利用自重返回砂床從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)過濾。
　　DynaSand活性砂過濾克服了傳統(tǒng)快速濾池反沖洗的“水力篩分”和“初濾液”問題。與超濾膜過濾比較,活性砂過濾器一次性投資費(fèi)用低,不需定期更換濾膜,控制和使用成本低。此外活性砂過濾器的連續(xù)操作方式意味著反洗泵、自動(dòng)反洗閥、反洗控制系統(tǒng)等附屬設(shè)備均可取消從而降低一次性投資成本,同時(shí)也意味著活動(dòng)部件少,維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用更低。

　　1.3 試驗(yàn)方法和活性砂過濾器的主要運(yùn)行參數(shù)
　　DynaSand活性砂過濾器安裝在北小河污水處理廠內(nèi)。試驗(yàn)用水為二沉池出水,24h連續(xù)進(jìn)水,連續(xù)出水。原水投加絮凝劑,經(jīng)管道混合器混合后進(jìn)入活性砂過濾罐。設(shè)備的運(yùn)行參數(shù):處理水量為6m3/h,濾速8.5 m/h,空氣提砂泵壓力為160 kPa,空氣流量1~2m3/h,清洗水流量為總進(jìn)水流量的1%~3%。濾料為石英砂,粒徑1.2~2.0mm。北小河二沉池出水水質(zhì)見表1。

　　試驗(yàn)過程中,定期采集水樣并分析其CODCr、BOD5、總磷、濁度、SS等指標(biāo)。各指標(biāo)測試方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法。

　　1.4 藥劑
　　藥劑采用聚合氯化鋁(PAC)粉末和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚合氯化鐵(PFC)溶液。使用時(shí)將PAC配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液。本試驗(yàn)中,僅對懸浮物SS進(jìn)行了絮凝劑對比試驗(yàn),PAC、PFC的投加量均為30mg/L;其余指標(biāo)試驗(yàn)都采用PAC,投加量為30mg/L。

　2、試驗(yàn)結(jié)果分析
　　試驗(yàn)出水水質(zhì)指標(biāo)采用《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(2002年征求意見稿),試驗(yàn)出水水質(zhì)見表2。

　　2.2、懸浮物的去除
　　進(jìn)水SS的范圍為9.0~84.5 mg/L,平均值為37.28mg/L,出水SS的范圍為1.6~55.5 mg/L,平均值為16.88mg/L。SS去除率為25.54%~92.73%。使用聚合氯化鋁時(shí)SS的平均去除率為45.97%。投加聚合氯化鐵時(shí)SS的平均去除率為75.15%。可見聚合氯化鐵去除SS的效果要好于聚合氯化鋁,見圖5和圖6。

　　2.3、磷的去除
　　進(jìn)水總磷的范圍為0.80～8.39 mg/L,平均值為3.76 mg/L。出水總磷范圍為0.01～7.58 mg/L?？偭兹コ实姆秶鸀?4.29%～65.44%,見圖7。

　　2.5、濁度的去除
　　二沉池出水中的濁度主要源于水中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)。故濁度指標(biāo)與懸浮物指標(biāo)的關(guān)系較為緊密,在一定程度上可以相互映證。通過在活性砂過濾器中的混凝、沉淀和過濾作用可以去除全部大于活性砂過濾精度的物質(zhì),取得較好的除濁效果。進(jìn)水的濁度范圍為2.10~12.84NTU,平均值為7.43NTU。出水的范圍為0.40~2.41 NTU,平均值為1.11 NTU。去除率的平均值為82.55%。出水的濁度指標(biāo)較為穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

　3、結(jié)論　　中試試驗(yàn)結(jié)果表明:DynaSand活性砂過濾器對污水廠二沉池出水有較好的處理效果。該過濾器對進(jìn)水水質(zhì)要求寬松,過濾效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定,一次性投資低,且維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低。