一種模塊化設計固定濾盤過濾技術
摘要：本文通過對傳統過濾技術及新興深度過濾技術的對比，介紹了一種新型濾布濾池，包括其工作原理、設備組成、技術特性及運營優勢。結果表明濾盤固定而吸盤轉動的新型組合方式，不僅具有結構簡單、能耗小、便于模塊化設計的優勢，而且其獨立的過濾單元設計方式，可保證設備占地面積小，安裝維護方便，水頭損失小，出水水質更穩定可靠，是一種值得推廣的水處理深度過濾技術。
關鍵詞：深度處理;濾布濾池;固定濾盤;模塊化設計
在中水回用及污水深度處理中，懸濁水體的固液分離是工藝處理過程經常面臨的問題，尤其在全國各地城鎮污水處理廠升級改造項目中，深度處理工藝的選擇不僅要考慮經濟技術可行性，還必須兼顧設備占地面積及運行維護成本。在深度過濾領域，傳統的砂濾技術雖然工藝簡單，濾材易取，但砂濾池的再生清洗繁雜，過濾的穩定性較差，且土建占地面積大，結構復雜，這些問題促使業內人士不斷探尋和推進新的過濾工藝，并涌現出了許許多多新的過濾技術，本文介紹的Wasaftech模塊化設計的固定濾盤過濾技術就是一種非常高效的新型專利技術。
1 Wasaftech濾布濾池的工作原理
Wasaftech (沃安特)濾布濾池采用外進內出的處理工藝，即系統運行時，污水經濾盤由外向內穿流過濾。每個圓形濾盤的兩個圓面均覆有10μm過濾精度的濾布濾材，過濾時形成致密的濾層，能夠截留懸濁液中的顆粒物，隨著濾層上截留顆粒物的增加，濾層過濾需要的水位落差增大，濾層需要再生，此時，由PLC控制的反沖洗濾布再生清洗裝置，通過抽吸系統對濾布上沉積的固體物質進行清理。整個運行過程均為連續的，即反抽吸過程中，過濾過程也不停止。
Wasaftech 濾布濾池系統主要用于分離水中的細小懸浮顆粒。特別適合于地表水凈化和污水深度處理，一般設置于常規二級污水處理系統之后或自來水水源水預處理階段，主要去除總懸浮物，結合藥劑投加可去除部分磷和COD等污染物。用于污水處理可滿足中水回用及城市污水處理廠提標一級A改造要求。
過濾時，污水首先進入濾池，依靠重力作用通過濾布，過濾后的水經濾盤側上方的出水管匯集入總出水管排出，濾盤與吸盤保持靜止;清洗時，濾盤保持靜止，抽吸盤以1轉/分鐘的速度分時順序轉動，對濾布進行負壓抽吸清洗，將濾盤中的水由內向外吸出，并將濾盤上沉積的污泥顆粒一同帶出，達到清洗濾盤的目的。整個系統通過控制抽吸管路上電磁閥的開閉，交替清洗濾盤。抽吸出的清洗液返回水廠前端處理工藝，反洗水量約為過濾水量的2%左右。
濾布濾池底部設沉渣區，進水中比較大的固體會自然沉降到斗形池底，抽吸泵定期將這些污泥抽吸送到污泥處理系統進行處理。
2 Wasaftech濾布濾池設備的特性
Wasaftech(沃安特)濾布濾池采用外進內出式的過濾方式，其主體濾盤靜止不動，并固定在濾池中，該設計方式能夠最大限度地減少系統機械結構的復雜性，保證系統工作的穩定可靠。每個過濾盤片單元都能夠設計成在系統不停止運行的情況下，輕松地從支架上取出，進行維護或更換。每兩個濾盤為一標準化模塊的設計能夠使得Wasaftech濾布濾池能夠根據客戶的水質水量要求進行柔性設計，充分滿足客戶對過濾的要求。其具體的特點及性能如下：
2.1 Wasaftech濾布濾池系統構成
Wasaftech 濾布濾池系統主體分為四個部分：過濾組件、抽吸系統、排泥系統、電控系統。
1) 過濾組件：Wasaftech 濾布濾池系統采用模塊化標準設計，每2個盤片為一個標準模塊。過濾組件主要為繃裹濾布的濾盤，濾盤固定在中央支架上，側面設置出水管路。濾后水經側端出水管匯入總出水管排出。
2) 抽吸系統：抽吸裝置主要由抽吸泵、抽吸管路、吸盤組成。每個濾盤的兩側各有一個抽吸盤。抽吸盤固定在濾盤中央的旋轉抽吸管上。旋轉抽吸管既作為吸盤的旋轉裝置，也充當泥水的傳輸管路。抽吸時，吸盤以濾盤中心為軸旋轉。當濾池水位達到設定的水位時，抽吸泵產生的負壓將濾后水從盤內吸出，同時將沉積在濾盤上的固體物質一并吸出，達到清洗濾盤的目的。抽吸出的泥水經抽吸管路和抽吸泵排出。抽吸管路上配置電動閥門，由控制系統控制其分時順序開關，達到逐盤清洗的目的。
3) 排泥系統：進水中比較大的固體會自然沉降到斗形池底，需定期進行排泥。排泥系統主要由集泥管、排泥管、排泥泵等組成。排泥泵定期將濾池底部的污泥排出。
4) 自動控制系統： 自動控制系統控制過濾器的工作。配備觸摸顯示屏，實時了解水位變化以及濾盤運行情況，可進行自動控制或手動控制，可根據需要采用液位控制或時間控制的運行模式，參數設置的操作也十分簡便。可進行遠程監控，設置了故障報警，使運行過程更加安全可靠。
2.2 Wasaftech濾布濾池系統設計的特性
1) 模塊化設計：Wasaftech濾布濾池系統采用模塊化設計，每個過濾模塊由2個濾盤組成，每個濾盤由2個獨立的半圓扇片構成，每個半圓都有獨立的出水管。每個濾盤垂直安裝在中央支架上，上面覆以平面濾布。安裝和更換濾布時，只需打開濾盤側端排水管與池壁上固定的支管的連接，用人工即可拉住上端吊耳即可將扇片與中央支架分離并取出。對于任何項目，均可采用過濾模塊組合而成，大大提高了系統的集成程度，簡化了安裝、維護過程。
2) 獨特的過濾和反抽吸結構設計，系統更加節能： Wasaftech濾布濾池系統采用濾盤靜止，吸盤沿濾盤表面圓周運動的形式，當進行反抽吸(清洗)過程時，驅動電機帶動中央轉軸運動。中央轉軸與其他濾布濾池系統的中央轉鼓相比，直徑和重量小，且各模塊吸盤分時順序轉動，因此所需的電機功率小，系統更加節能。
3) 獨立的過濾單元設計，出水水質更穩定： Wasaftech濾布濾池系統，采用創新的結構設計，每一個過濾盤片由兩個半圓形獨立過濾單元組成，獨立的過濾單元安裝在中心支撐架上，通過單獨的出水管和活接與總出水管相連接。這一獨特設計，保證了當某一獨立盤片的過濾性能降低和發生損壞時，可對此獨立盤片進行更換。由于每個過濾盤片是單獨出水，因此可監測每個獨立盤片的工作狀況。
4) 水頭損失小：傳統的砂濾池的水頭損失一般大于1.5m，砂濾罐的水頭損失則高于5m，水頭損失大。Wasaftech濾布濾池系統水頭損失一般小于300mm左右，極大地降低了投資和運行費用。
5) 集成化設計占地面積小： Wasaftech濾布濾池系統濾盤采用垂直排布，全浸沒設計，利用較小的占地面積就可保證大的過濾面積，池容減少，占地面積與傳統濾池相比大大縮小，日處理1萬噸的濾池，占地面積只有12m2。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。
2.3 Wasaftech濾布濾池系統運營上的優勢
1) 過濾效果好：過濾介質平均網孔直徑小于等于10微米，濾布介質有效過濾深度大于3mm，固體粒子在有效過濾厚度中與濾布充分接觸，將超過尺寸的粒子俘獲。兩米的濾布濾盤有效過濾面積大于5.7平方米。
2) 安裝維護方便： Wasaftech濾布濾池系統當某一過濾單元需要維護時，將水位降至出水管出口以下，關閉獨立出水管出水閥門后，過濾單元即通過中心支撐架上的導槽取出。進行維護時，每個過濾單元的獨立出水管也可兼作提起把手，一般來說，一人即可獨立完成過濾單元維護過程。
3) 自動化程度高： Wasaftech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。
4) 小于2%的反沖洗水量：反沖洗泵負壓抽吸，過濾盤中的水由內向外吸出，并將濾盤上沉積的污泥顆粒一同帶出，達到清洗濾盤的目的。清洗時，由于反洗泵的抽吸作用，纖維豎起，截留的固體釋放、纖維得以清洗。通過控制抽吸管路上電磁閥的開閉，可交替清洗濾盤。
5) 沉積的污泥便于排放：進水中比較大的固體會自然沉降到斗形池底，反沖洗泵定期將這些污泥抽吸送到指定設施進行處理。
3 Wasaftech濾布濾池技術與其它過濾技術的比較
從過濾原理、投資運行及維護等各方面對傳統過濾工藝常用的沙濾池、D型濾池、活性砂濾池與新型濾布濾池進行了比較，詳見下表。
表1 濾布濾池與常規過濾工藝的對比
序號項目氣水反沖洗濾池D 型濾池活性砂濾池濾布濾池
1過濾方式物理粗濾物理粗濾生物物理過濾物理精濾
2投資總費用(元 /m 3 )170~190150~170160~19080~100
3運行費用(元 /m 3 )0.150.100.050.01
4占地面積大較大小小
5水頭損失( m )2.5-31.50.50.15-0.3
6工藝流程較復雜復雜簡潔簡潔
7反沖洗系統有有無有
8操作要求較高高低低
9維護管理較復雜較復雜簡單簡單
10出水水質較好較好好好
由表1可以看出，相對于傳統的物理過濾，濾布濾池是一種精濾工藝，平均過濾孔徑10μm，可有效截流水中的懸浮物，深度去除水中SS及濁度。濾布濾池在新建改建的水處理工程中具有巨大優勢，占地面積小，投資和運行費用低，水頭損失小，工藝流程簡單，運行維護方便。
4 結論
Wasaftech(沃安特)濾布濾池，采用模塊化的設計方式，大大提高了系統的集成程度，簡化了安裝、維護過程;其濾盤固定、抽洗頭旋轉的清洗方法，清洗過程中電機無需帶動重量和體積都非常大的濾盤轉動，而只需驅動體積很小的抽吸頭旋轉即可，降低了系統轉動慣量和電機負載，減少了對濾池的擾動，有效節省了系統運行成本，是一種具有廣闊市場前景的深度過濾技術。
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