一种模块化设计固定滤盘过滤技术

摘要：本文通过对传统过滤技术及新兴深度过滤技术的对比，介绍了一种新型滤布滤池，包括其工作原理、设备组成、技术特性及运营优势。结果表明滤盘固定而吸盘转动的新型组合方式，不仅具有结构简单、能耗小、便于模块化设计的优势，而且其独立的过滤单元设计方式，可保证设备占地面积小，安装维护方便，水头损失小，出水水质更稳定可靠，是一种值得推广的水处理深度过滤技术。

关键词：深度处理；滤布滤池；固定滤盘；模块化设计

在中水回用及污水深度处理中，悬浊水体的固液分离是工艺处理过程经常面临的问题，尤其在全国各地城镇污水处理厂升级改造项目中，深度处理工艺的选择不仅要考虑经济技术可行性，还必须兼顾设备占地面积及运行维护成本。在深度过滤领域，传统的砂滤技术虽然工艺简单，滤材易取，但砂滤池的再生清洗繁杂，过滤的稳定性较差，且土建占地面积大，结构复杂，这些问题促使业内人士不断探寻和推进新的过滤工艺，并涌现出了许许多多新的过滤技术，本文介绍的Wasaftech模块化设计的固定滤盘过滤技术就是一种非常高效的新型专利技术。

1 Wasaftech滤布滤池的工作原理
Wasaftech （沃安特）滤布滤池采用外进内出的处理工艺，即系统运行时，污水经滤盘由外向内穿流过滤。每个圆形滤盘的两个圆面均覆有10µm过滤精度的滤布滤材，过滤时形成致密的滤层，能够截留悬浊液中的颗粒物，随着滤层上截留颗粒物的增加，滤层过滤需要的水位落差增大，滤层需要再生，此时，由PLC控制的反冲洗滤布再生清洗装置，通过抽吸系统对滤布上沉积的固体物质进行清理。整个运行过程均为连续的，即反抽吸过程中，过滤过程也不停止。
Wasaftech 滤布滤池系统主要用于分离水中的细小悬浮颗粒。特别适合于地表水净化和污水深度处理，一般设置于常规二级污水处理系统之后或自来水水源水预处理阶段，主要去除总悬浮物，结合药剂投加可去除部分磷和COD等污染物。用于污水处理可满足中水回用及城市污水处理厂提标一级A改造要求。
过滤时，污水首先进入滤池，依靠重力作用通过滤布，过滤后的水经滤盘侧上方的出水管汇集入总出水管排出，滤盘与吸盘保持静止；清洗时，滤盘保持静止，抽吸盘以1转/分钟的速度分时顺序转动，对滤布进行负压抽吸清洗，将滤盘中的水由内向外吸出，并将滤盘上沉积的污泥颗粒一同带出，达到清洗滤盘的目的。整个系统通过控制抽吸管路上电磁阀的开闭，交替清洗滤盘。抽吸出的清洗液返回水厂前端处理工艺，反洗水量约为过滤水量的2%左右。
滤布滤池底部设沉渣区，进水中比较大的固体会自然沉降到斗形池底，抽吸泵定期将这些污泥抽吸送到污泥处理系统进行处理。

2 Wasaftech滤布滤池设备的特性
Wasaftech（沃安特）滤布滤池采用外进内出式的过滤方式，其主体滤盘静止不动，并固定在滤池中，该设计方式能够最大限度地减少系统机械结构的复杂性，保证系统工作的稳定可靠。每个过滤盘片单元都能够设计成在系统不停止运行的情况下，轻松地从支架上取出，进行维护或更换。每两个滤盘为一标准化模块的设计能够使得Wasaftech滤布滤池能够根据客户的水质水量要求进行柔性设计，充分满足客户对过滤的要求。其具体的特点及性能如下：

2.1  Wasaftech滤布滤池系统构成
Wasaftech 滤布滤池系统主体分为四个部分：过滤组件、抽吸系统、排泥系统、电控系统。
1) 过滤组件：Wasaftech 滤布滤池系统采用模块化标准设计，每2个盘片为一个标准模块。过滤组件主要为绷裹滤布的滤盘，滤盘固定在中央支架上，侧面设置出水管路。滤后水经侧端出水管汇入总出水管排出。
2) 抽吸系统：抽吸装置主要由抽吸泵、抽吸管路、吸盘组成。每个滤盘的两侧各有一个抽吸盘。抽吸盘固定在滤盘中央的旋转抽吸管上。旋转抽吸管既作为吸盘的旋转装置，也充当泥水的传输管路。抽吸时，吸盘以滤盘中心为轴旋转。当滤池水位达到设定的水位时，抽吸泵产生的负压将滤后水从盘内吸出，同时将沉积在滤盘上的固体物质一并吸出，达到清洗滤盘的目的。抽吸出的泥水经抽吸管路和抽吸泵排出。抽吸管路上配置电动阀门，由控制系统控制其分时顺序开关，达到逐盘清洗的目的。
3) 排泥系统：进水中比较大的固体会自然沉降到斗形池底，需定期进行排泥。排泥系统主要由集泥管、排泥管、排泥泵等组成。排泥泵定期将滤池底部的污泥排出。
4) 自动控制系统： 自动控制系统控制过滤器的工作。配备触摸显示屏，实时了解水位变化以及滤盘运行情况，可进行自动控制或手动控制，可根据需要采用液位控制或时间控制的运行模式，参数设置的操作也十分简便。可进行远程监控，设置了故障报警，使运行过程更加安全可靠。

2.2 Wasaftech滤布滤池系统设计的特性
1） 模块化设计：Wasaftech滤布滤池系统采用模块化设计，每个过滤模块由2个滤盘组成，每个滤盘由2个独立的半圆扇片构成，每个半圆都有独立的出水管。每个滤盘垂直安装在中央支架上，上面覆以平面滤布。安装和更换滤布时，只需打开滤盘侧端排水管与池壁上固定的支管的连接，用人工即可拉住上端吊耳即可将扇片与中央支架分离并取出。对于任何项目，均可采用过滤模块组合而成，大大提高了系统的集成程度，简化了安装、维护过程。
2） 独特的过滤和反抽吸结构设计，系统更加节能： Wasaftech滤布滤池系统采用滤盘静止，吸盘沿滤盘表面圆周运动的形式，当进行反抽吸（清洗）过程时，驱动电机带动中央转轴运动。中央转轴与其他滤布滤池系统的中央转鼓相比，直径和重量小，且各模块吸盘分时顺序转动，因此所需的电机功率小，系统更加节能。
3） 独立的过滤单元设计，出水水质更稳定： Wasaftech滤布滤池系统，采用创新的结构设计，每一个过滤盘片由两个半圆形独立过滤单元组成，独立的过滤单元安装在中心支撑架上，通过单独的出水管和活接与总出水管相连接。这一独特设计，保证了当某一独立盘片的过滤性能降低和发生损坏时，可对此独立盘片进行更换。由于每个过滤盘片是单独出水，因此可监测每个独立盘片的工作状况。
4） 水头损失小：传统的砂滤池的水头损失一般大于1.5m，砂滤罐的水头损失则高于5m，水头损失大。Wasaftech滤布滤池系统水头损失一般小于300mm左右，极大地降低了投资和运行费用。
5） 集成化设计占地面积小： Wasaftech滤布滤池系统滤盘采用垂直排布，全浸没设计，利用较小的占地面积就可保证大的过滤面积，池容减少，占地面积与传统滤池相比大大缩小，日处理1万吨的滤池，占地面积只有12m2。同时减少了材料量及土方量，显著降低了工程造价。设备可在工厂制造，现场安装，因而建设周期短。

2.3  Wasaftech滤布滤池系统运营上的优势
1) 过滤效果好：过滤介质平均网孔直径小于等于10微米，滤布介质有效过滤深度大于3mm，固体粒子在有效过滤厚度中与滤布充分接触，将超过尺寸的粒子俘获。两米的滤布滤盘有效过滤面积大于5.7平方米。
2) 安装维护方便： Wasaftech滤布滤池系统当某一过滤单元需要维护时，将水位降至出水管出口以下，关闭独立出水管出水阀门后，过滤单元即通过中心支撑架上的导槽取出。进行维护时，每个过滤单元的独立出水管也可兼作提起把手，一般来说，一人即可独立完成过滤单元维护过程。
3) 自动化程度高： Wasaftech滤布滤池系统运作的全过程由中央控制系统控制，设定参数后可自动运行，自动化程度高。可基本实现无人值守。
4) 小于2%的反冲洗水量：反冲洗泵负压抽吸，过滤盘中的水由内向外吸出，并将滤盘上沉积的污泥颗粒一同带出，达到清洗滤盘的目的。清洗时，由于反洗泵的抽吸作用，纤维竖起，截留的固体释放、纤维得以清洗。通过控制抽吸管路上电磁阀的开闭，可交替清洗滤盘。
5) 沉积的污泥便于排放：进水中比较大的固体会自然沉降到斗形池底，反冲洗泵定期将这些污泥抽吸送到指定设施进行处理。

3 Wasaftech滤布滤池技术与其它过滤技术的比较
从过滤原理、投资运行及维护等各方面对传统过滤工艺常用的沙滤池、D型滤池、活性砂滤池与新型滤布滤池进行了比较，详见下表。
表1 滤布滤池与常规过滤工艺的对比

由表1可以看出，相对于传统的物理过滤，滤布滤池是一种精滤工艺，平均过滤孔径10µm，可有效截流水中的悬浮物，深度去除水中SS及浊度。滤布滤池在新建改建的水处理工程中具有巨大优势，占地面积小，投资和运行费用低，水头损失小，工艺流程简单，运行维护方便。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4 结论
Wasaftech（沃安特）滤布滤池，采用模块化的设计方式，大大提高了系统的集成程度，简化了安装、维护过程；其滤盘固定、抽洗头旋转的清洗方法，清洗过程中电机无需带动重量和体积都非常大的滤盘转动，而只需驱动体积很小的抽吸头旋转即可，降低了系统转动惯量和电机负载，减少了对滤池的扰动，有效节省了系统运行成本，是一种具有广阔市场前景的深度过滤技术。
参考文献：
[1]江苏省住房和城乡建设厅，《江苏省太湖流域城镇污水处理厂提标建设技术导则》，2010.03；
[2]《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
[3]《给水排水设计手册 城镇排水》，2004.02。北京安力斯科技发展有限公司 作者：蔡晓涌，杨凡，高超，张会敏