纖維束生產廠家解析重力式濾池的發展、結構以及運行方式

　　纖維束廠家與銷售一體化，跳過中間商，直面手工精制纖維束填料、純白纖維球濾料、863彗星式纖維濾料，2018年最新纖維束價格關注仁源水處理纖維球產品中心。本文涉及到的產品除此之外，還有石英砂濾料、無煙煤濾料、磁鐵礦濾料。重力式濾池以其低能耗在給水過濾處理中有著廣泛的應用。主要針對重力式濾池的結構、運行方式以及濾料等方面來論述重力式濾池在水處理技術中的發展應用。

　　1804年英國首次記載了慢濾池，慢濾池(slowfilter)也稱表層過濾，主要利用頂部的濾膜截留懸浮固體，同時發揮微生物對水質的凈化作用。這種濾池生產水量少、濾速慢(10m/d)、占地大，目前慢濾池方式在水處理，特別是污水處理中應用較少;1870年在美國現出了第一座普通快濾池，.快速過濾采用過濾和反沖洗兩個步驟，實現截留懸浮固體和清洗濾層，將濾速提高到幾十倍到幾百倍，從而提高產水量來滿足人民生活和工業發展要求。

　　一、粒狀濾料濾池

　　以石英砂濾料作為濾料的普通快濾池使用歷史最久。在此基礎上，人們從不同的工藝角度發展了其它型式快濾池。

　　1.1普通快濾池

　　普通快濾池工作機理：過濾時，開啟進水支管和清水支管的閥門。關閉沖洗水支管閥門與排水閥。渾水就經進水總管、支管從渾水渠進入濾池。經過濾料層、承托層后，由配水系統的配水支管匯集起來再經配水系統干管、清水支管、清水總管流往清水池。

　　反沖洗時，關閉進水支管和清水支管的閥門。開啟排水閥與沖洗水支管閥門。沖洗水即由沖洗水總管、支管，經配水系統的干管、支管及支管上的許多孔眼流出，自上而下穿過承托層及濾料層，均勻地分布整個濾池平面上。濾料層在自上而下均勻分布的水流中處于懸浮狀態，濾料得到清洗。沖洗廢水流入排水槽，再經渾水渠、排水管和廢水渠排入下水道。

　　1.2虹吸濾池

　　20世紀60時年代開始，突破了常規濾池設計，引進了國外的虹吸濾池，以建成一百余座。北京印染廠給水工程：設計規模700m3/時，該廠通過小型試驗取得設計參數，是我國首先采用虹吸濾池的水廠。

　　虹吸濾池的工作機理：虹吸濾池的濾料組成和濾速選定與普通快濾池相同，所不同的是每個單元濾池都配置了進水虹吸管和排水虹吸管，利用虹吸作用來代替濾池的進水閥門和反沖洗排水閥門。反沖洗所需水頭和水量均來自濾池本身。

　　虹吸濾池不需要大型進水閥或控制濾速裝置，也不需沖洗水塔或水泵，因此設備投資低于普通快濾池;可以自動化控制運行，而且過濾過程中，濾出水水位高于濾層不致負水頭現象，一定范圍內根據水量變化可自動均衡各單元濾池的流量。

　　1.3無閥濾池

　　無閥濾池是最早在商業上取得成功的自動運行濾池，經過不斷的應用與技術改造，其技術已經成熟，有著廣泛的應用。

　　無閥濾池工作機理：利用水利學原理，通過進出水的壓差自動控制虹吸產生和破壞，實現自動運行的濾池。原水自進水管進入濾池后，自上而下穿過濾床，濾后水經連通管進入頂部貯水箱，待水箱充滿后，過濾水由出水管排入清水池。隨著過濾進行，水頭損失逐漸增大，虹吸上升管內的水位逐漸上升，當這個水位達到虹吸輔助管的管口時，廢水就從輔助管下落，并抽吸虹吸管頂部的空氣，在很短的時間內，虹吸管因出現負壓而工作濾池進入反沖洗階段。貯水箱的清水自上而下留過濾床，反沖洗水由虹吸管排入排水井。當水箱水位下降至虹吸破壞口時，虹吸管吸進空氣，虹吸破壞，反沖洗結束，濾池又恢復過濾狀態。

　　重力式無閥濾池具有無大型閥門、正水頭過濾、沖洗自動化、造價低及操作管理方便。

　　1.4V型濾池

　　V型濾池是均勻濾料濾池的一種，采用均勻石英砂濾料，濾層厚度比普通塊濾池厚，截污量也比普通塊濾池大。而且V型石英砂濾池過濾能力的再生，采用了先進的氣、水反沖洗兼表面掃洗技術，可以節水、節能，還能提高水質，增大濾層的截污能力，延長工作周期，提高產水量。在20世紀70年代已在歐洲大陸廣泛使用，20世紀80年中期進入我國，首先在澳門青州水廠運用，后期，在南京、西安、重慶等地開始引進使用。

　　V型濾池結構與機理：

　　V型濾池(見V型濾池結構簡圖1)因兩側進水槽4設計成V字型而得名。一組V型濾池通常由數只濾池組成。每只濾池中間為雙層中央渠道，將濾池分成左、右兩格。渠道上層6是排水渠供沖洗排污用;下層7是氣、水分配渠，過濾時匯集濾后清水，沖洗時分配氣和水。渠上部設有一排配氣小孔9，下部設有一排配水方孔8。V型槽底設有一排小孔5，既可作過濾時進水用，沖洗又可供橫向掃洗布水用，這是V型槽底設計的一個特點。濾板上均勻布置長柄濾頭，每平方米布置50-60個。濾板下部是空間10。

　　1.進水氣動隔膜閥;2.堰口;3.側孔;4.V型槽;5.小孔;6.排水渠;7.汽水分配渠;8.配誰方孔;9.配氣小孔;10.底部空間;11.水封井;12.出水堰;13.清水渠;14.進氣閥;15.排水閥

　　V型濾池反沖洗的排水系統簡單，施工方便，省去了為排水均勻而設的眾多集水槽;濾層厚，采用等粒徑粗顆粒濾料，截污能力強，截污量大，過濾周期長;采用氣水反沖洗，反沖洗效果好，節水;表面橫向掃洗，及時排除使表面懸浮雜質;自動化程度高，控制系統成熟。

　　V型濾池兼備了優質過濾和有效沖洗的優點，適應當今國際給水過濾技術的發展趨勢，被認為是值得推廣的過濾工藝。

　　1.5多層濾料濾池

　　多層濾池除濾速有高速過濾特點外，其他部分與常規濾池設計基本相同。

　　雙層濾料濾池主要是煤砂雙層濾料濾池，在國外尤其是美、日等國仍然作為主要過濾設施采用，國內也在大量使用，當前還是應予優先考慮的一種濾池。它濾出水量多，在一般原水情況下濾出水能達到要求的水質標準，造價低、濾料易于制備(無煙煤濾料吸附性更強)，便利操作和維護，至于輕質濾料丟失問題，用水沖洗或是氣水分隔沖洗，只要管理得當，設計合理，不會發生丟失情況。雙層濾料濾池效率基本是砂濾池效率的一倍，水頭損失也小，過濾周期也比較小。另外該濾池煤濾料貨源易得，控制方便。

　　雙層濾料濾池國外無煙煤層厚，石英砂層薄，正好與我國相反，有待我國進一步探討，進行優化。

　　三層濾料濾池濾料為無煙煤濾料、石英砂濾料、磁鐵礦濾料，濾速在初濾時可為一般快濾池的3倍，煤砂雙層濾池的2倍。但隨后濾速降低，此種濾池過濾周期較短。根據有關資料稱，其總濾出水量不及雙層濾池，且濾層有阻塞現象，石榴石價格高，也有流失情況。

　　二、纖維濾料濾池

　　20世紀90年代中期，東北電力學院在總結多年來過濾經驗的基礎上，研制成功纖維束狀濾料。纖維束濾料近于平行水流方向置于過濾設備中被壓緊，形成上疏下密類似于理想過濾的孔隙分布，而反沖洗時，可使床層處于松散狀態。床層孔隙可以通過水力自動調節，達到理想的過濾效果。而且氣、水用量少，清洗時間短。

　　東北電力學院對纖維束濾料過濾進行了大量的實驗研究，實踐表明，纖維束濾料可用于反滲透法脫鹽等對水質要求較嚴格的預處理。在原水濁度為3.8~4.6NTU，濾速30~40m/h，出水濁度1NTU，淤塞指數SDI(15min)2，完全可滿足反滲透膜分離過程對進水水質的要求，且水層阻力小，截污容量大。

　　2.1束狀纖維濾池

　　束狀纖維濾池是一種全新的重力式濾池，它采用了一種新型的纖維束軟填料作為濾元，其濾料直徑可達幾十微米甚至幾微米，具有比表面積大，過濾阻力小等優點，解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料粒徑的限制等問題。微小的濾料直徑，極大地增加了濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料的吸附能力，從而提高了過濾效率和截污容量。

　　濾池為充分發揮纖維濾料的特長，在濾池內設有纖維密度調節裝置。設備運行時，通過纖維密度調節裝置向濾層加壓，使濾層孔隙度沿水流動方向逐漸縮小，密度逐漸增大，相應濾層孔隙直徑逐漸減小實現了理想的深層過濾。當濾層被污染需清洗再生時，纖維密度調節裝置將濾層放松，使濾料恢復自由狀態，即可用水方便地進行清洗。對濾料的清洗采用氣--水混合擦洗的工藝，可有效地恢復濾元的過濾性能。

　　過濾精度高：水中懸浮物的去除率可接近100%，對細菌、病毒、大分子有膠體、鐵等雜質有明顯地去除作用;過濾速度快：一般為20-25m/h，最高可達30m/h;截污容量大：一般為10～15kg/m3，是傳統過濾池的2倍以上;不需要更換濾元：濾元被污染后可方便地進行清洗，恢復過濾性能。

　　2.2D型濾池

　　九十年代末，李振瑜等研制成功彗星式纖維過濾材料，并申請了專利，并將這種過濾材料命名為“彗星式纖維過濾材料”。

　　彗星式纖維過濾材料構成的過濾層其孔隙率沿濾層高度呈梯度分布，下部過濾材料壓實程度高，孔隙率相對較小，易于保證過濾精度，整個濾床孔隙率由下至上逐漸增大，濾層孔隙率的分布特性有助于實現高速和高精度過濾。

　　D型濾池在結構和運行方式上借鑒了法國的得利滿公司V型石英砂濾池的結構，濾料采用了清華大學研制的“彗星式纖維過濾材料”，D型濾池的控制

　　可采用手動控制和自動控制兩種方式，可根據用戶需要制定，靈活、先進;特有的攔截技術，可保證濾料在反沖洗時不會流失;反沖洗耗水率低(約1%～2%)，運行費用省;具有鋼板和混凝土兩種結構型式，根據用戶和實際需要選擇，最大程度地節約投資費用;抗沖擊性能強。

　　三、結束語

　　國內外尤其是國內絕大部分水廠應用的還是重力式濾池，國內現在多用雙層濾池及均質濾料濾池，它們在經濟、技術上更適合當前我國國情。而纖維濾料濾池、臭氧化-生物活性炭濾池等新型的過濾技術發展還不夠成熟和完善，現在應用的較少。總之，重力式濾池現階段在我國給水行業中起著重要的作用，是實現穩定持續供水的保證。

 

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