摘要：纖維束濾料與均質(zhì)石英砂濾料相比，纖維束濾料在過(guò)濾速度、截污容量、過(guò)濾精度、過(guò)濾周期等方面均有明顯的優(yōu)勢(shì)。中試試驗(yàn)結(jié)果表明纖維束濾料過(guò)濾技術(shù)對(duì)濁度的去除效果更好，初濾水更容易穩(wěn)定，并可有效減少占地面積。當(dāng)濾速為16m/h時(shí)，纖維束濾料過(guò)濾出水濁度可達(dá)0.2NTU以下。

從20世紀(jì)80年代到現(xiàn)在，纖維束濾料過(guò)濾技術(shù)從研究到工程應(yīng)用已有二十多年時(shí)間。在國(guó)外，以纖維束為濾料的濾器由于方案不夠理想或其它原因至今未見(jiàn)推廣應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。在我國(guó)，纖維球過(guò)濾器和纖維束過(guò)濾器卻早已進(jìn)入實(shí)用化階段。

纖維束過(guò)濾器是一種結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)良的過(guò)濾設(shè)備。它采用高科技手段，用纖維束軟填料代替石英沙濾料，成功地解決了石英砂濾料等顆粒狀濾料在過(guò)濾和清洗過(guò)程中存在的各種問(wèn)題：如水流阻力大，流速慢，易污染，板結(jié)，不易清洗，易跑砂等缺陷。纖維過(guò)濾器具有水流阻力小，流量大，過(guò)濾精度高，易清洗，不易污染等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過(guò)濾。纖維束過(guò)濾器的誕生，取得了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，已被廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、造紙、紡織、食品、自來(lái)水、游泳池等各種工業(yè)用水和生活用水及其廢水的過(guò)濾處理，逐步成為石英砂濾料等顆粒狀濾料過(guò)濾器的換代產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置及工藝流程

試驗(yàn)于2006年11月~2006年12月在某石化水廠進(jìn)行。試驗(yàn)裝置采用鋼制，且形狀、尺寸相同的纖維濾池和均質(zhì)濾池。

濾前水為澄清池出水，由提升泵分別提升至纖維濾池和均質(zhì)濾池中，經(jīng)濾池過(guò)濾后自流進(jìn)入清水池中。當(dāng)清水池中清水至高位時(shí)，池中的液位控制發(fā)出信號(hào)，反洗水泵（兼作清水泵）將清水提升至南進(jìn)水渠中。當(dāng)纖維濾池需要反洗時(shí)，手動(dòng)啟動(dòng)反洗水泵1或反洗水泵2，并手動(dòng)啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，通過(guò)旁通閥調(diào)整風(fēng)量后進(jìn)行氣水反沖洗，反沖洗水排至北排水溝。當(dāng)砂濾池需要反洗時(shí)，手動(dòng)啟動(dòng)反洗水泵1和反洗水泵2（同時(shí)啟動(dòng)），并啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，通過(guò)旁通閥調(diào)整風(fēng)量后進(jìn)行氣水反洗，反洗水排入北排水溝。

中試系統(tǒng)總設(shè)計(jì)處理水量為200m²/h，其中砂濾池處理水量為100m³/h，設(shè)計(jì)濾速為8m/h，平面凈尺寸為1.6m×4.2m（共兩格），其中水反洗強(qiáng)度為10L/sm²，氣反洗強(qiáng)度為16L/sm²；纖維濾料濾池處理水量為100m³/h，平面尺寸為1.6m×4.2m（一格），濾速為16m/h，其中氣反洗強(qiáng)度為80L/sm²，水反洗強(qiáng)度為8L/sm².工藝流程見(jiàn)圖1。

1.2 進(jìn)水水質(zhì)

試驗(yàn)原水為石化水廠澄清池出水，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 中試進(jìn)水水質(zhì)

2 結(jié)果與討論

2.1 濾速的對(duì)比

圖2為出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速與均質(zhì)濾池濾速的對(duì)比。當(dāng)纖維濾池濾速為20m/s，均質(zhì)濾池濾速為8m/s時(shí)，出水濁度在0.15NTU左右。這表明，當(dāng)出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速是均質(zhì)濾池濾速的2.5倍。從而可以看出，纖維濾池平均濾速和納污量均遠(yuǎn)大于均質(zhì)濾池。

圖3為纖維濾池濾速為16m/h，均質(zhì)濾池濾速為8m/h時(shí)，出水濁度的對(duì)比。由圖3可以看出，當(dāng)纖維濾池濾速為16m/h時(shí)，出水濁度低于0.1NIU，均質(zhì)濾池濾速為8m/h時(shí)，出水濁度在0.1NTU以上，有時(shí)能達(dá)到0.2NIU。這主要是因?yàn)槔w維濾池過(guò)濾時(shí)，濾層被壓實(shí)，使濾層孔隙度沿水流動(dòng)方向逐漸縮小，密度逐漸加大，相應(yīng)濾層孔隙直徑逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過(guò)濾。

2.2 過(guò)濾初期出水濁度變化

圖4為纖維濾池和均質(zhì)濾池在不同初始濾速下的初期濾出水濁度變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，纖維濾池在初始濾速為16m/h時(shí)可使初濾水在6min內(nèi)降至0.2NTU以下，且在過(guò)濾周期內(nèi)濾出水濁度可穩(wěn)定在0.1NTU以下，說(shuō)明纖維濾池的過(guò)濾穩(wěn)定性好，而均質(zhì)濾料濾池在初始濾速為8m/h時(shí)，初濾水濁度和周期內(nèi)出水濁度都不及纖維濾池。這是由于纖維濾料易于壓縮，加之纖維濾料的均勻致密性、巨大的比表面積和良好的吸附性能，從而縮短了濾床的成熟期，保證了初濾水在很短的時(shí)間即可滿(mǎn)足出水要求。

2.3 對(duì)有機(jī)物的去除效果

圖5為纖維濾池和均質(zhì)濾池出水CODmn的去除效果的比較。從圖5可以看出，纖維濾池和均質(zhì)濾池對(duì)有機(jī)物的去除都很少。分析認(rèn)為，過(guò)濾只能去除附著在懸浮顆粒上的有機(jī)物，對(duì)溶解性有機(jī)物的去除效果較差，而懸浮顆粒在澄清池中已得到較大的去除，故過(guò)濾過(guò)程對(duì)有機(jī)物的去除效果較差。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)纖維束濾料過(guò)濾出水水質(zhì)好，優(yōu)于均質(zhì)石英砂濾料過(guò)濾。纖維束濾料過(guò)濾出水濁度能控制在0.1NTU，而均質(zhì)石英砂濾料過(guò)濾出水濁度在0.2NIU左右。

(2)纖維束濾料過(guò)濾濾速大，納污量大。當(dāng)出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速是均質(zhì)濾池濾速的2.5倍。

(3)纖維濾池的初濾水水質(zhì)好于均質(zhì)濾池，出水穩(wěn)定性好。

由以上結(jié)論可以看出，纖維束濾料過(guò)濾與均質(zhì)石英砂濾料過(guò)濾相比在出水指標(biāo)和過(guò)濾周期上均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于纖維濾池濾速的特點(diǎn)，其占地面積僅為均質(zhì)濾池面積的一半，因此具有巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。