現有常規污水二級生物處理工藝已無法滿足再生回用的要求，一般應采用給水中的混凝一沉淀一過濾工藝或膜技術進行深度處理。但這樣做使污水運行設施復雜、運行成本高。濾布濾池技術是近年發展起來的一種新型表面過濾技術，在技術上可以替代傳統的深床砂濾設備。與傳統過濾技術相比，濾布濾池具有結構緊湊、水頭損失小、占地面積少、處理費用低等特點，可將其作為城市污水處理廠二級出水的除磷和進一步提高水質的后續深度處理單元，是一種經濟可行的工藝過程。該工藝已被歐美一些國家的污水處理廠作為城市污水的后續深度處理單元所采用，以達到進一步提高水質的目的。在中原油田第一社區污水處理工程中，立式纖維濾布濾池已被成功應用于深度處理工藝，出水水質能滿足設計要求。
1、工程概況
中原油田第一社區是中原油田煉油化工、天然氣加工、油氣銷售儲運的基地，由井下、煉化、集輸等幾個相對獨立的生活區組成，總占地面積18km2，油田居住人口約2.5萬人，設計生活污水處理規模為4000m3/d。設計出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準，處理后的水60%排入幸福渠，40%回用于社區消防、道路澆灑、綠化用水等。該污水廠主體工藝為“斜板沉淀池+兩級曝氣生物濾池”，除TP及ss深度處理工藝流程見圖1。目前該污水廠已投入使用，曝氣生物濾池出水ss(水中懸浮物)≤25mg/L，TP(總磷)≤3mg/L，在豎流式折板絮凝池加入藥劑PAC(聚合氯化鋁)以除磷，通過立式纖維濾布濾池微絮凝過濾后，出水SS≤5mg/L，TP≤0.5mg/L，滿足出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準。
2、立式纖維濾布濾池系統
2.1 濾池結構形式
立式纖維濾布濾池主要應用于地表水凈化、污水深度處理、工業水處理等領域，過濾去除水中的懸浮物，結合投加藥劑可同時去除部分磷。該濾池與膜過濾一樣，都屬于表面過濾。污水經過一層毯狀纖維濾布，水中懸浮物在機械篩濾、吸附、慣性碰撞等作用下等被濾布截留下來，所使用的濾布一般為以不同方式編制的聚酯合成材料。
2.2 工作原理
立式纖維濾布濾池系統由豎片過濾裝置、反沖洗裝置、排泥裝置、行車驅動裝置、控制系統等構成，分為過濾區、濾后水集水區和濾后水出水區等3個主要區域。本系統的工作狀態包括過濾、反沖洗和排泥。
(1)過濾。
污水通過進水緩沖擋板進入濾池，在重力作用下從濾片兩側由外向內通過濾布進行過濾，在靜水壓作用下濾布表面的纖維編織毛絨為有序的倒伏層，形成了過濾精度<10 m 的過 濾間隙，ss顆粒被毛絨濾布有效截 留。濾后水 由濾框 中的小孔及 底部的出水管進入匯水槽 ，最后通過 出水堰溢入 出水 口排 出。整 個過濾進程中 ，豎片過濾裝置保持靜止 ，過濾為 24h連續進程 。><10μm的過濾間隙，ss顆粒被毛絨濾布有效截留。濾后水由濾框中的小孔及底部的出水管進入匯水槽，最后通過出水堰溢入出水口排出。整個過濾進程中，豎片過濾裝置保持靜止，過濾為24h連續進程。
(2)反沖洗。
隨著過濾的進行，濾布上截留的物質增多，過濾速度逐漸減小，濾池中的水位上升。當水位上升到設定的反沖洗水位時，控制系統啟動反沖洗組件，開始反沖洗濾布。反沖洗時，豎片過濾裝置保持靜止，行車驅動裝置在濾池兩側的導軌上移動，帶動多孔吸管在濾布表面移動，作線狀掃洗以吸泥。
多空吸泥管在反沖洗泵的作用下形成負壓，在電機驅動下以5—8cm/s的前進速度勻速移動。由于負壓作用，濾布上原本倒伏的毛絨纖維豎起張開，截留在毛線纖維間的固體被釋放，同時濾片中的水由內向外吸出，將濾布上沉積的污泥顆粒一同帶出，達到反沖洗濾布的目的。
反沖洗過程：PLC控制行車電機啟動，帶動行車移動，同時啟動反沖洗泵，行車從濾池一端移動到另一端，觸碰到另一端設置的電傳觸點后返回。行車來回移動為一個反沖洗進程，對所有濾布進行兩次抽吸清洗，反沖洗過程不影響過濾的正常進行。反沖洗產生的泥渣先排入濾池旁的排泥槽，然后排人污水廠排污管道。
反沖洗過程有2種控制形式：①時間控制，根據進水水質情況可設置間隔2-3h清洗1次;②液位差控制，采用超聲波液位計分別監測過濾區和濾后出水區的液位，當液位差達到一定數值，如≥0.4m，則自動啟動反沖洗裝置，待前后液位差降到≤0.25m時，停止反沖洗。
(3)排泥。由于過濾主要在水體層流狀態下進行，進水中比較大的固體會自然沉降到池底低區，定期打開排泥閥將底部的污泥排出。
本系統采用特有的專利設計，過濾系統由標準過濾模塊組成。每個過濾模塊固定在匯水槽頂板上，而過濾模塊兩側嵌有密封圈的插槽，便于濾片插拔以更換檢修。系統安裝、運行和維護方便、可靠。
2.3 系統特征
(1)出水水質好且穩定。
立式纖維濾布濾池系統采用纖維編織毛絨濾布，濾布平均網孔直徑≤10μm，有效過濾深度>3mm。固體粒子在有效過濾厚度中與濾布充分接觸，通過攔截、吸附作用，懸浮顆粒被濾布俘獲，過濾精度≤8μm。
(2)各過濾模塊獨立出水，可監測每個濾片的工作狀況，并可獨立更換。立式纖維濾布濾池系統，每個過濾模塊均為獨立的過濾單元，安裝在濾池底部的濾后水匯水槽頂板上，其底部設有單獨的出水管，連接到匯水槽。這種設計可方便過濾單元濾布的單獨更換。由于每個過濾單元是單獨出水，因此可監測每個獨立濾片的工作狀況�？筛鶕脩籼幚硇枨螅诿總�獨立的出水管內設置在線濁度檢測裝置，一旦濁度超值，則在中控室顯示發生損壞的過濾單元的編號并報警。無特殊要求時，則只檢測出水水質濁度，一旦濁度超過設定值則報警，說明有濾布損壞，懸浮物泄漏，需要找出損壞的濾布進行更換。
(3)獨特的過濾和反沖洗結構設計，反沖洗不停止過濾，系統更加節水節能。立式纖維濾布濾池系統采用濾片靜止，反沖洗裝置在濾片表面移動作線狀掃洗的形式。當進行反沖洗時，驅動電機帶動反沖洗裝置運動，對各獨立的過濾單元順序吸泥清洗。與常規濾池反沖洗系統相比，本濾池采用待濾水清洗，無需額外儲存反沖洗水，反沖洗過程不停止過濾，過濾效率高，反沖洗組件簡潔，所需的電機功率小，系統更加節水節能。
(4)模塊化的設計使系統更加靈活，安裝工期短。立式纖維濾布濾池系統采用模塊化設計，過濾框架固定在匯水槽頂部，框架上設有進水孔，濾框表面設有帶密封圈的插槽，可將1m~1m的濾布濾片插入濾框。濾后水由濾框的進水孔進入，經過濾框底部的獨立出水管，再進入濾池底部匯水槽。每個過濾組件均可拆卸，濾片采用插拔式結構，更換檢修方便。采用多組多座過濾模塊組合，理論上可以對任何規模的污水進行深度過濾處理，大大提高了系統的集成和延展程度，簡化了安裝、維護過程。
(5)自動化控制，運行維護簡便。立式纖維濾布濾池系統運作的全過程由中央控制系統控制，設定參數后可自動運行，自動化程度高，可基本實現無人值守。
(6)水頭損失遠小于砂濾池，過濾面積遠大于砂濾池。傳統砂濾池的水頭損失一般在2m左右，砂濾罐的水頭損失則高于5m。立式纖維濾布濾池系統總水頭損失一般在0.3m左右，無需二次提升，降低了水廠投資和運行費用。
濾池濾片采用豎式設計，使過濾面與水面垂直，大大增加過濾面積，并采用雙側過濾模式，可減少常規濾池的濾層，節省支承層及集水系統所需空間，同樣的占地面積，有效過濾面積較傳統砂濾池擴大8～10倍。
(7)占地面積小，土建工程量少，建設周期短。立式纖維濾布濾池系統濾片采用豎直排布，全浸沒設計，利用較小的占地面積就可保證較大的過濾面積，池容減少，且無需附屬構筑物，所有設備均集成在濾池中，占地面積與傳統濾池相比大大縮小。同時減少了材料量及土方量，顯著降低了工程造價。設備可在工廠制造，現場安裝，因而建設周期短。
3、系統運行
3.1 運行參數
中原油田第一社區污水廠處理規模4000m3/d，高峰設計流量4800m3/d。采用成套式立式纖維濾布濾池一座，外殼為Q235碳鋼結構，濾池尺寸L~B~H=5mx2.5mx2.6m，包含3行×6列，共18組1m×1m的過濾組件及配套設施，過濾和清洗部件采用304不銹鋼材料，過濾面積36m2，系統總水頭損失≤0.3mm。
過濾通量為4~6m3/(m2·h)，最大固體負荷4.8kg/(m2·d)。采用一套負壓抽吸反沖洗裝置，反沖洗系統主要由反沖洗移動行車和作為反沖洗負壓抽吸的液下泵組成，行車的驅動電機采用變頻工作模式，功率2.2kW。目前采用時間模式控制反沖洗的頻率，每隔2h反沖洗1次，每次反沖洗持續時間5min，每天反洗時間6min，反沖洗排水量50m3/d，耗水量占日處理水量約1.2%。主要設備參數見表1，濾布濾池系統運行成本主要由電能消耗費用組成見表2。
3.2 運行效果
中原油田第一社區污水廠從2013年3月正式投入運行，其深度處理系統運行狀態良好，TP和ss平均出水濃度分別為0.4mg/L和4mg/L，均滿足一級A排放標準。2013年的部分運行數據見表3。
4、結論
(1)采用微絮凝一濾布濾池工藝能有效去除水中的磷，與傳統化學除磷工藝相比，省去了沉淀池，而磷的平均去除率達到85%以上，表明濾布濾池非常適合作為微絮凝技術的載體。
(2)將濾布濾池作為城市污水處理廠二級出水的除磷和進一步提高水質的后續深度處理單元，具有高程損失小、自動化程度高和節省占地面積等優點，是一種經濟可行的工藝過程。
(來源：合肥通用環境控制技術有限責任公司)
