王靜義-連續(xù)砂濾技術(shù)及其應(yīng)用.ppt

1、連續(xù)砂濾技術(shù)及其應(yīng)用,姓名:王靜義 學(xué)號(hào)：11803006,提綱,1、傳統(tǒng)砂濾工藝的簡介 2、連續(xù)砂濾概述 3、連續(xù)砂濾的原理和兩種常見的連續(xù)砂濾器 4、連續(xù)式活性砂濾和傳統(tǒng)砂濾性能對(duì)比 5、連續(xù)砂濾的實(shí)際應(yīng)用 6、結(jié)語,1、傳統(tǒng)砂濾技術(shù)的簡介,砂濾是以天然石英砂通常還有錳砂和無煙煤作為濾料的水過濾處理工藝過程。砂粒粒徑一般為0.5-1.2mm，不均勻系數(shù)為2。常用于經(jīng)澄清（沉淀）處理后的給水處理或污水經(jīng)二級(jí)處理后的深度處理。根據(jù)原水和出水水質(zhì)要求可具有不同的濾層厚度和過濾速度。 主要作用是截留水中的大分子固體顆粒和膠體，使水澄清。錳砂可以去除水中的鐵離子。 不均勻系數(shù)：濾料中粒徑不同的顆粒所

2、占的比例，一般用K80表示， K80=d80d10 d80篩分曲線中通過80%質(zhì)量的濾料的篩分孔徑，mm d10篩分曲線中通過10%質(zhì)量的濾料的篩分孔徑，mm K80表示濾料顆粒大小的不軍訓(xùn)程度，K80越大表示濾料顆粒粗細(xì)差別越大，濾層孔隙率越小，不利于過濾。,傳統(tǒng)砂濾包含快濾池、雙層濾池、多層濾池、壓力過濾器、硅藻土過濾器、砂濾棒過濾器等多種型式，但它們均存在共同問題停機(jī)反沖洗問題，即在過濾過程中介質(zhì)（如砂）是固定不動(dòng)的（簡稱固定床過濾），經(jīng)過一段時(shí)間的過濾后，過濾介質(zhì)被懸 浮物堵塞，其過濾速度降低，過濾阻力增加，產(chǎn)水能力下降，此時(shí)就必須進(jìn)行反沖洗實(shí)現(xiàn)濾床的再生。當(dāng)進(jìn)行反沖洗時(shí)過濾操作必須中

3、斷，若需24h連續(xù)過濾時(shí)，特殊的時(shí)候必須增加一臺(tái)過濾裝置作為備用或交替使用，這樣雖達(dá)到了連續(xù)過濾的 目的，但工藝復(fù)雜、設(shè)備費(fèi)用高、占地面積大、不易操作、管理難度大。,2、連續(xù)沙濾簡介,2.1 概念 連續(xù)砂濾技術(shù)是一種應(yīng)用于水處理行業(yè)的新型過濾技術(shù), 它能夠在過濾的同時(shí)對(duì)濾料進(jìn)行清洗, 不需停機(jī)對(duì)濾料進(jìn)行清洗, 能保證過濾裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,它省略常規(guī)凈水工藝中的反應(yīng)、沉淀工段 ,在濾池中完成絮凝、過濾和反沖洗過程 ,使得在濾床中直接進(jìn)行凝聚和分離成為可能。由于幾乎所有的化學(xué)處理步驟都直接在濾床中進(jìn)行 ,因此在設(shè)備體積上與傳統(tǒng)的化學(xué)處理相比較 ,連續(xù)式砂濾器可以節(jié)省 80 %以上 ,加藥量也比傳

4、統(tǒng)的化學(xué)處理節(jié)省 2 0 % 30 % 。,2.2連續(xù)砂濾的分類 按提生管安裝位置可分為內(nèi)循環(huán)連續(xù)沙濾和外循環(huán)連續(xù)砂濾。 按污水流經(jīng)濾料的方式可分為上流式連續(xù)砂濾和下流式連續(xù)砂濾。（現(xiàn)在基本無下流式連續(xù)砂濾） 圖一和圖二分別為內(nèi)循環(huán)連續(xù)砂濾器和外循環(huán)砂濾器,圖1 內(nèi)循環(huán)砂濾器結(jié)構(gòu)示意圖,圖2 外循環(huán)砂濾器結(jié)構(gòu)示意圖,2.3連續(xù)砂濾的技術(shù)關(guān)鍵 (1)提砂技術(shù) (2)洗砂技術(shù) (3)均勻布水技術(shù) (4)均勻布砂技術(shù) 典型規(guī)模 單臺(tái)連續(xù)反洗砂濾機(jī)處理量可達(dá)到1 200 m3/d，大水量過濾可多臺(tái)并聯(lián)使用，也可以建立混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)反洗砂濾池，處理量12 000 m3/d以上。,3、連續(xù)砂濾的原理和兩種

5、常見的連續(xù)砂濾器,3.1連續(xù)砂濾的原理 連續(xù)砂濾器的工作原理是過濾和反洗兩步同時(shí)進(jìn)行的過程。當(dāng)原水流過進(jìn)水口后穿過布水器，經(jīng)過濾床向上流動(dòng)，上升過程中污物被濾料截獲，過濾后的清水由過濾器頂部的溢流堰收集排出。同時(shí)壓縮空氣由伸入到提砂管口的壓縮進(jìn)氣管管咀噴出，帶動(dòng)過濾器底部的臟砂及部分水上升至提砂管上端口，落入洗砂槽內(nèi)，在過濾出水與反沖洗出水水位差的作用下，下落的臟砂與上升的清水進(jìn)行自動(dòng)清洗，提砂管提升上來的氣提水與洗砂槽內(nèi)的反沖洗水一起流入反沖洗出水槽再由反沖洗出水管排走，在重力作用下洗凈后的濾料經(jīng)布砂器循環(huán)回到濾層。過濾與反沖洗同時(shí)進(jìn)行，連續(xù)過濾。,3.2 “天天”連續(xù)砂濾器（早期雛形）,連

6、續(xù)自動(dòng)沖洗砂濾裝置“天天” 砂濾器,是英國塞門哈吞公司上世紀(jì)80年代初發(fā)明的,具有獨(dú)特特點(diǎn)的砂濾裝置。該裝置是過濾介質(zhì)連續(xù)流動(dòng),“沖洗重復(fù)使用”循環(huán)進(jìn)行的連續(xù)過程。 3.2.1設(shè)計(jì)基本構(gòu)思 “天天 ”連續(xù)砂濾裝置的結(jié)構(gòu),是基于下述條件進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 1.使濾過介質(zhì)具有由粗粒到細(xì)粒的分布,液體先與粗粒的濾過介質(zhì)接觸,然后再通過具有比較大的容積的細(xì) 粒 層 過濾。 2.為了進(jìn)行連續(xù)過濾,濾床表面必須經(jīng)常以清凈的介質(zhì)置換。 3.砂子的沖 洗 在 過 濾 器 內(nèi) 進(jìn)行。 4.為了防止因磨損引起故障,不采取機(jī)械方法 ,而用氣舉方式來實(shí)現(xiàn)砂子的循環(huán)。,這些條件在裝置 上怎樣實(shí)現(xiàn)呢？ 讓我們先來研究一下：圖1

7、所示當(dāng)把砂子從底部中間抽出時(shí) ,砂子的表面中間部分 ,就形成倒園錐狀。然后按圖2所示那樣,當(dāng)把從底部抽出的砂子返送到頂部外周時(shí) ,如果這些砂子是 由祖粒和細(xì)粒構(gòu)成的 ,則粗砂就向倒圓錐頂部即倉的中心部集中 而細(xì)粒則被聚集在外周 。,3.3.2 構(gòu)造和性能,“天天 ”連續(xù)砂濾器有園型和角型的兩種。 首先就圖4 所示的剖面 ,對(duì)園型的構(gòu)造和性能加 以說明。原水由雙層園筒外側(cè)的頂倉 ,通過進(jìn)水口 進(jìn)入過濾室 中。經(jīng)濾床過濾的水流過檔砂柵 集中到過濾水 集 水 室 中,然后通過濾水自控閥排到系統(tǒng)外。在過濾時(shí)為捕捉 被弄臟 的 砂 子 ,由于提升器的作用 ,自然地慢慢同過濾器的下部移動(dòng)。即從最底部的提升

8、箱 上升到提升管 中,經(jīng)提升器排出管 進(jìn)入洗砂分離室 中。自空氣供給裝置 供給的空氣,在提升箱出口處進(jìn)入。,其次,再就圖5 所示的剖面 ,將角型的性能加以說 明。原水 自設(shè)備本體上部的側(cè)壁進(jìn)入原水室 ,通過濾床到過濾水集水室 ,然后經(jīng) 自控閥 排到系統(tǒng)外。將捕捉 了 的污砂 ,通過提升管 排到洗砂室 中。當(dāng)需要強(qiáng)化砂提升操作時(shí) ,才使用 沖 洗 泵。,過濾量大時(shí),用角型的代替多臺(tái)圓型過濾器的設(shè)計(jì) ,能使全部設(shè)備 占地面積顯著地減少,這樣能有效地利用 占地面積。同時(shí) ,圓型設(shè)備越大型化,裝置高度越高,因此把角型設(shè)備相組組合的工藝是有利的。（？）,3.3 諾迪克連續(xù)砂濾器（目前常見） 諾迪克連續(xù)砂

9、濾器是瑞典發(fā)明的，是一種內(nèi)循環(huán)式連續(xù)砂濾器，具有簡潔高效的特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。,工作原理,4、連續(xù)式活性砂濾和傳統(tǒng)砂濾性能對(duì)比,由于連續(xù)砂濾是過濾和反洗兩步同時(shí)進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行，從而使它相對(duì)傳統(tǒng)砂濾擁有了很多優(yōu)點(diǎn)，但是因其結(jié)構(gòu)特征它也存在一些缺點(diǎn)，對(duì)比如下：,連續(xù)式砂濾的優(yōu)點(diǎn)是： 連續(xù)運(yùn)行，出水水質(zhì)穩(wěn)定，沒有階段沖洗前后砂層變化帶來的水質(zhì)變化； 由于砂循環(huán)清洗的頻率范圍寬（28hr），適合于高的進(jìn)水SS負(fù)荷； 連續(xù)排放洗砂水，使得洗砂水的處置非常簡單，無需儲(chǔ)存設(shè)施； 無須復(fù)雜的反洗系統(tǒng)，節(jié)省了大功率的反沖洗水泵，頻繁開啟的高質(zhì)量的進(jìn)口閥門，管道、控制系統(tǒng)和電氣設(shè)施； 上部進(jìn)水，上部出

10、水的結(jié)構(gòu)形式可以將砂濾向地下深處發(fā)展，從而節(jié)省占地面積，又不影響水力高程； 由于砂循環(huán)清洗的頻率高（28hr），砂層干凈，水頭損失??；,連續(xù)式砂濾的相對(duì)不足是： 底錐結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，土建制作要求高，也因此加大了池深； 由于洗沙水和過濾水是連通的，盡管流向流速很大，但洗沙水中的臟物質(zhì)和過濾水之間的轉(zhuǎn)移交換還是不能完全避免； 在處理低濃度進(jìn)水（5NTU），追求非常低濁度出水（1NTU），的情況下，要求砂循環(huán)清洗的頻率要低，這盡管活性砂濾也能執(zhí)行間歇洗沙方式，但不如選擇反洗式砂濾更為經(jīng)濟(jì)； 連續(xù)洗砂水量相對(duì)固定，因此在低進(jìn)水負(fù)荷下洗砂水比例相對(duì)大；,5、連續(xù)砂濾的實(shí)際應(yīng)用,由于自身的優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)砂濾可以

11、廣泛用煤礦污水深度處理、市政污水廠深度處理 、傳統(tǒng)過濾器系統(tǒng)的升級(jí)改造 、各種冷卻水回用 、造紙行業(yè)用水 、中水回用 、電鍍廠污水深度處理 、膜預(yù)處理系統(tǒng) 、地表水深度處理 、可飲用水深度處理 、油田港口含油廢水深度處理 、雨水調(diào)節(jié)等過程中，下面做簡單介紹： 、,1、地表水處理 地表水通常作為飲用水和工業(yè)工藝用水的水源，絮凝劑和原水在進(jìn)水管上的管道混合器中進(jìn)行充分混合,絮凝和分離過程在連續(xù)砂過濾濾床中完成,出水濁度由在線濁度儀測量,絮凝劑的投加量和進(jìn)水水量成比例，并且根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)決定是否需要進(jìn)行pH 值的調(diào)節(jié)。,2、飲用水處理 在飲用水處理中，通常情況下連續(xù)砂過濾器可保證如下出水水質(zhì)： 色度：

12、5mg/LPt；濁度： 0.3NTU； CODMn2.5mg/L；AI 0.1mg/L 根據(jù)某自來水廠的測試結(jié)果, 在進(jìn)水懸浮物含量為200mg/L 的情況下，連續(xù)砂過濾器可以保證濁度小于 1.0NTU 的穩(wěn)定的出水水質(zhì),3、工業(yè)工藝用水處理 用地表水作為水源處理的工業(yè)工藝用水的出水水質(zhì)與飲用水的水質(zhì)接近，通?？杀ＷC以下出水水質(zhì)：色度：5mg/LPt； CODMn： 2-3.5mg/L；濁度： 0.2-0.5NTU；國外許多造紙廠采用活性砂過濾工藝處理原水， 以下是某造紙廠連續(xù)砂過濾器的運(yùn)行數(shù)據(jù)： 原水水質(zhì)： CODMn； 8-10mg/L；色度:15-35mg/LPt 出水水質(zhì)： CODMn

13、3mg/L；色度： 5mg/LPt； AI； 0.1mg/L,4、市政污水深度處理 為了節(jié)約水資源，市政污水二級(jí)處理后的出水需進(jìn)行深度處理用作回用水已成為政府的一項(xiàng)政策 ，目前國內(nèi)常用的深度處理方法是采用常規(guī)的絮凝 沉淀和過濾三段式處理工藝，進(jìn)一步去除二沉池出水中的懸浮物和磷 ，國外多采用連續(xù)砂過濾工藝對(duì)污水廠二級(jí)處理出水進(jìn)行深度處理，避免了常規(guī)水處理的初濾液對(duì)回用水系統(tǒng)的影響，在懸浮物濃度高達(dá)100mg/L 的情況下,仍然能夠滿足回用水的水質(zhì)要求連續(xù)砂過濾出水水質(zhì)：懸浮物： 10mg/L；油： 2mg/L,5、工業(yè)污水 工業(yè)廢水通常需要首先進(jìn)行預(yù)沉和 pH 值的調(diào)節(jié), 投加絮凝劑后進(jìn)入連續(xù)砂過濾器 國外大型的鋼鐵廠循環(huán)冷卻水通常用連續(xù)砂過濾器來處理，可以去除鐵渣和油脂 瑞典某軋鋼廠的含鋼渣和油的冷卻水經(jīng)連續(xù)砂過濾器處理完后循環(huán)回用，其處理效果如下： 進(jìn)水水質(zhì): 懸浮物： 30-200mg/L；油： 5-15mg/L； 出水水質(zhì)： 懸浮物 10mg/L；油 2mg/L；,6、結(jié)語,自動(dòng)連續(xù)砂過濾工藝集絮凝 沉