CN103657169B - 一种管式纤维束过滤方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种管式纤维束过滤装置，用于实现一种管式纤维束过滤方法，包括管式纤维束模块、多孔滤板、反洗气系统、反洗水系统、离线清洗系统；所述管式纤维束模块：由多个中空的六角形蜂窝管紧密排列而成，单个蜂窝管长2-2.5m，内切圆直径为10±2cm，蜂窝管上下端均有支架，用于将导杆固定在蜂窝管中心，导杆贯通整个蜂窝管；每个蜂窝管内悬挂一束纤维束填料，纤维束填料下端与导杆固连，上端连接在不锈钢圆环上，不锈钢圆环套在导杆上，能够沿导杆上下自由滑动；所述蜂窝管的侧壁每隔30±10cm开孔，保持与相邻蜂窝管的连通。本发明避免了纤维束在过滤和反洗时的互相干扰，解决了以往纤维束滤池纤维丝易缠绕、打结甚至断丝的问题。

Description

一种管式纤维束过滤方法及其装置

技术领域

本发明属于污水深度处理及再生利用领域，特别涉及一种管式纤维束过滤方法及其装置。

背景技术

污水资源化作为解决水资源短缺的有效途径逐渐受到重视，污水再生利用成为污水处理的发展趋势。二级出水经混凝沉淀+过滤处理，是国内外众多工程经常采用的回用工艺，其中，过滤作为实现固液分离的重要手段，在整个流程中不可或缺。以石英砂为代表的粒状滤料一直是过滤工艺中应用最为广泛和成熟的滤料。

以软填料——纤维束代替传统的粒状滤料是深层过滤技术发展史上一种崭新的思维和尝试。与传统的刚性粒状滤料相比，纤维滤料堆积孔隙较大，密度较小，这决定了纤维滤池中的滤速可以很大，而床层阻力很小，反冲洗性能较好。并且，由于纤维的吸水率很高，纤维的毛细孔较大，具有较高的比表面积，可获得较高的去除率和容量负荷。此外，纤维丝束不会发生流失，在反冲强度的控制上较粒状滤料滤池要求低。

目前，纤维束过滤技术已在石化、电力、冶金、市政等行业都有成功应用，但该技术在国内起步较晚外，仍有一些需要改进的地方：纤维滤料具有巨大的比表面积和表面能，微生物滋生比其它滤料过滤严重，微生物生长繁殖会使滤料孔隙率减少，过滤阻力增大，造成运行动力消耗增加，生物膜粘附在滤料上，反洗不够彻底，而且，老化生物膜的脱落加上微生物生长繁殖所分泌出的胞外聚合物质都将使出水水质恶化。

另一方面，过滤时压紧的纤维束犹如一团乱麻，反洗时缠绕在一起，易打结断丝，影响纤维束的过滤性能。因此，解决好反洗问题成为纤维束过滤技术大范围推广的重要课题。

发明内容

本发明目的是，针对目前纤维束过滤工艺反洗效果差，纤维密度调节装置复杂的问题，提供一种管式纤维束过滤方法及其装置。

本发明技术方案是，一种管式纤维束过滤装置，用于实现一种管式纤维束过滤方法，包括管式纤维束模块、多孔滤板、反洗气系统、反洗水系统、离线清洗系统；所述管式纤维束模块：由多个中空的六角形蜂窝管紧密排列而成，单个蜂窝管长2-2.5m，内切圆直径为10±2cm，蜂窝管上下端均有支架，用于将导杆固定在蜂窝管中心，导杆贯通整个蜂窝管；每个蜂窝管内悬挂一束纤维束填料，纤维束填料下端与导杆固连，上端连接在不锈钢圆环上，不锈钢圆环套在导杆上，能够沿导杆上下自由滑动；所述蜂窝管的侧壁每隔30±10cm开孔，保持与相邻蜂窝管的连通；

所述纤维束填料填充密度以充满蜂窝管为宜。所述纤维束模块提供5×5，8×8两种蜂窝管的排列方式，材质为玻璃钢或UPVC，每个模块在对角点上预留2个钢制吊耳。所述蜂窝管的侧壁每隔30±10cm开孔，保持与相邻蜂窝管的连通。所述纤维束填料采用多根高弹性、高抗拉的聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维或聚乙烯醇纤维聚集而成。

所述反洗气系统的结构为：多孔滤板下设有布气母支管，布气支管上均匀安装有微孔曝气器，布气母管在池体外与反洗气自动阀门连接，反洗气自动阀门与鼓风机连接。所述布气母支管材质为ABS。

所述反洗水系统的结构为：包括进水自动阀门、进水槽、出水自动阀门；设于布气母支管下方30-50cm处，错开布置布水母支管，布水母管在池体外与反洗水自动阀门连接，反洗水自动阀门与反洗水泵连接。所述布水母支管为ABS穿孔管。反洗排水自动阀门设置在进水槽底部，用于及时排出反洗废水。

所述池体为钢筋混凝土结构，内部滤层高度装填满若干管式纤维束模块。

所述多孔滤板为预制混凝土滤板，规格970×970，用于承载管式纤维束模块，并分离过滤区和出水区。

用于实现本发明目的的一种管式纤维束过滤方法，具体措施为：过滤时，待滤水上进下出，池体内充满若干组管式纤维束模块，过滤过程中，因水流阻力作用，下端固定，上端可以自由滑动的纤维束填料被适度压实，孔隙率由上而下逐渐缩小，实现了理想的深层过滤。

本发明中，所述离线清洗系统的特征在于：在池体上部设置起重装置，当滤池运行3-4月，纤维束上附着有难以清洗彻底的粘膜时，利用管式纤维束模块上的钢制吊耳，将其提起，送至滤池旁的清洗水池浸泡0.5-1h。清洗水池内加有2-4%的盐酸、1-3%的硝酸以及0.5-1.5%的柠檬酸。

一种管式纤维束过滤方法，过滤时，待滤水上进下出，池体内充满若干组管式纤维束模块，过滤过程中，因水流阻力作用，下端固定，上端可以自由滑动的纤维束填料被适度压实。

管式纤维束模块在经过一段时间工作后，需要进行反冲洗，反冲洗时，反洗水系统和气系统的反冲洗水、气下进上出，反冲洗气由鼓风机提供，反冲洗水由反洗水泵提供，反冲洗水和气分别从各自的配水、配气母支管，经过多孔滤板，进入管式纤维束模块；反冲洗方式采用先气洗、再气水联合洗、最后水洗的方式。分布在蜂窝管中的纤维束填料，在上升水流的作用下，上端的不锈钢圆环被顶托至高位，纤维束填料随之被拉长放松，水、气还会透过蜂窝管侧壁的小孔，对临近蜂窝管内的纤维束产生横向扫洗作用，在横向和纵向的水洗和空气抖动擦洗作用下，截留在纤维束表面的悬浮物脱落，随上升水流排出池体，纤维束的吸附截留性能得到恢复。

离线清洗时，在池体上部设置起重装置，尤其是是当滤池运行3-4月，纤维束上附着有难以清洗彻底的粘膜时，利用管式纤维束模块上的钢制吊耳，将其提起，送至滤池旁的酸液浸泡0.5-1h清洗。

本发明提供的一种管式纤维束过滤方法及其装置可用于污水深度处理流程中，去除水中的悬浮物，特别适用于污水经生化处理后的提标改造工程。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种管式纤维束过滤方法及其装置与常见的纤维束滤池相比，利用蜂窝管结构将滤层分为空间相对独立的单元，避免了纤维束在过滤和反洗时的互相干扰，解决了以往纤维束滤池纤维丝易缠绕、打结甚至断丝的问题。反洗时，在纤维束充分放松的情况下，纵向与横向擦洗均存在，反洗效果好，加之定期的离线化学清洗，可以有效恢复滤料的纳污特性。

附图说明

图1为单个蜂窝管示意图。

图2为管式纤维束模块示意图

图3为一种管式纤维束过滤装置示意图

图3中，1-池体，2-管式纤维束模块，21-单个蜂窝管，22-导杆，23-纤维束填料，24-不锈钢圆环，3-多孔滤板，4-进水自动阀门，5-进水槽，6-出水自动阀门，71-布气母支管，72-微孔曝气器，73-反冲气自动阀门，74-鼓风机，81-布水母支管，82-反冲水自动阀门，83-反洗水泵，84-反洗排水自动阀门。

具体实施方式

以下结合实例对本发明做进一步的描述：

实施方式1

参照图1、图2、图3，用于实现本发明目的的一种管式纤维束过滤装置过滤时，涉及到池体1、管式纤维束模块2、多孔滤板3、进水自动阀门4、进水槽5、出水自动阀门6。过滤时，进水自动阀门4打开，出水自动阀门6打开，反冲气自动阀门73关闭，反冲水自动阀门82关闭，反洗排水自动阀门84关闭，待滤水自上而下依次经过进水自动阀门4、进水槽5、管式纤维束模块2、多孔滤板3和出水自动阀门4，过滤时间24h。过滤过程中，纤维束填料23被适度压实，孔隙率由上而下逐渐缩小，实现了理想的深层过滤。

实施方式2

参照图1、图2、图3，当过滤时间达24h，或过滤水头损失达到预定高度2.0m时，一种管式纤维束过滤装置进入反洗状态。气洗、气水联合洗和最后水洗的时间分别是1-20min，根据反洗的出水情况而定。

反冲洗时关闭进水自动阀门4，出水自动阀门6，按照设定好的反洗程序，依次打开反洗气自动阀门73、反洗水自动阀门82和反洗排水自动阀门84，清水自下而上，通过配水、配气母支管，多孔滤板3冲洗管式纤维束模块2。纤维束填料23上端的不锈钢圆环24，在水流作用下，沿导杆22滑动，被顶托至高位，纤维束填料23随之拉长，在横向和纵向的水洗和空气抖动擦洗作用下，吸附在纤维束填料23上的污泥被水流带走。反洗方式为先气洗5-8min，强度为50-60L/(m²·s)，再气水联合洗10-15min，最后水洗5-8min，气洗强度为50-60L/(m²·s)，水洗强度为8-10L/(m²·s)单池反洗时间间隔24h。截留在纤维束表面的悬浮物脱落，随上升水流排出池体，纤维束的吸附截留性能得到恢复。

实施方式3

参照图1、图2、图3，当出水水质持续变差，单一的在线反冲洗难以满足清洗要求时，本发明提供的一种管式纤维束过滤方法需要进入离线清洗模式。关闭进出水自动阀门4、6，位于池顶的起重装置依次吊出待清洗滤池的管式纤维束模块2，送至滤池旁的清洗水池浸泡0.5-1h。清洗水池内加有2-4%的盐酸、1-3%的硝酸以及0.5-1.5%的柠檬酸。

Claims (5)

1.一种管式纤维束过滤装置，用于实现一种管式纤维束过滤方法，其特征是包括管式纤维束模块、多孔滤板、反洗气系统、反洗水系统、离线清洗系统；所述管式纤维束模块：由多个中空的六角形蜂窝管紧密排列而成，单个蜂窝管长2-2.5m，内切圆直径为10±2cm，蜂窝管上下端均有支架，用于将导杆固定在蜂窝管中心，导杆贯通整个蜂窝管；每个蜂窝管内悬挂一束纤维束填料，纤维束填料下端与导杆固连，上端连接在不锈钢圆环上，不锈钢圆环套在导杆上，能够沿导杆上下自由滑动；所述蜂窝管的侧壁每隔30±10cm开孔，保持与相邻蜂窝管的连通；

所述反洗气系统的结构为：多孔滤板下设有布气母支管，布气支管上均匀安装有微孔曝气器，布气母管在池体外与反洗气自动阀门连接，反洗气自动阀门与鼓风机连接；所述布气母支管材质为ABS；

所述反洗水系统的结构为：包括进水自动阀门、进水槽、排水自动阀门；设于布气母支管下方30-50cm处，错开布置布水母支管，布水母管在池体外与反洗水自动阀门连接，反洗水自动阀门与反洗水泵连接；反洗排水自动阀门设置在进水槽底部，用于及时排出反洗废水；

所述池体为钢筋混凝土结构，内部滤层高度装填满若干管式纤维束模块；

所述多孔滤板为预制混凝土滤板，用于承载管式纤维束模块，并分离过滤区和出水区；

所述纤维束填料填充密度充满蜂窝管，采用多根高弹性、高抗拉的聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维或聚乙烯醇纤维聚集而成；

所述纤维束模块提供5×5，8×8两种蜂窝管的排列方式，材质为玻璃钢或UPVC，每个模块在对角点上预留2个钢制吊耳。

2.根据权利要求1所述的管式纤维束过滤装置，其特征是所述布水母支管为ABS穿孔管。

3.根据权利要求1－2之一所述的管式纤维束过滤装置实现的一种管式纤维束过滤方法，其特征是，步骤为：管式纤维束模块反冲洗时，反洗水系统和气系统的反冲洗水、气下进上出，反冲洗气由鼓风机提供，反冲洗水由反洗水泵提供；反冲洗水和气分别从各自的布水、布气母支管，经过多孔滤板，进入管式纤维束模块；反冲洗方式采用先气洗、再气水联合洗、最后水洗的方式；分布在蜂窝管中的纤维束填料，在上升水流的作用下，上端的不锈钢圆环被顶托至高位，纤维束填料随之被拉长放松，水、气还会透过蜂窝管侧壁的小孔，对临近蜂窝管内的纤维束产生横向扫洗作用，在横向和纵向的水洗和空气抖动擦洗作用下，截留在纤维束表面的悬浮物脱落，随上升水流排出池体，纤维束的吸附截留性能得到恢复；

过滤时步骤，待滤水上进下出，池体内充满若干组管式纤维束模块，过滤过程中，因水流阻力作用，下端固定，上端自由滑动的纤维束填料被适度压实，孔隙率由上而下逐渐缩小，实现了理想的深层过滤；

离线清洗时步骤：在池体上部设置起重装置，当滤池运行3-4月，纤维束上附着有难以清洗彻底的粘膜时，利用管式纤维束模块上的钢制吊耳，将其提起，送至滤池旁的清洗水池浸泡0.5-1h；清洗水池内加有2-4%的盐酸、1-3%的硝酸以及0.5-1.5%的柠檬酸。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是用于污水深度处理流程中，去除水中的悬浮物。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征是适用于污水经生化处理后的提标改造工程。