王静义-连续砂滤技术及其应用.ppt

连续砂滤技术及其应用 姓名 王静义学号 11803006 提纲 1 传统砂滤工艺的简介2 连续砂滤概述3 连续砂滤的原理和两种常见的连续砂滤器4 连续式活性砂滤和传统砂滤性能对比5 连续砂滤的实际应用6 结语 1 传统砂滤技术的简介 砂滤是以天然石英砂通常还有锰砂和无烟煤作为滤料的水过滤处理工艺过程 砂粒粒径一般为0 5 1 2mm 不均匀系数为2 常用于经澄清 沉淀 处理后的给水处理或污水经二级处理后的深度处理 根据原水和出水水质要求可具有不同的滤层厚度和过滤速度 主要作用是截留水中的大分子固体颗粒和胶体 使水澄清 锰砂可以去除水中的铁离子 不均匀系数 滤料中粒径不同的颗粒所占的比例 一般用K80表示 K80 d80 d10d80 筛分曲线中通过80 质量的滤料的筛分孔径 mmd10 筛分曲线中通过10 质量的滤料的筛分孔径 mmK80表示滤料颗粒大小的不军训程度 K80越大表示滤料颗粒粗细差别越大 滤层孔隙率越小 不利于过滤 传统砂滤包含快滤池 双层滤池 多层滤池 压力过滤器 硅藻土过滤器 砂滤棒过滤器等多种型式 但它们均存在共同问题 停机反冲洗问题 即在过滤过程中介质 如砂 是固定不动的 简称固定床过滤 经过一段时间的过滤后 过滤介质被悬浮物堵塞 其过滤速度降低 过滤阻力增加 产水能力下降 此时就必须进行反冲洗实现滤床的再生 当进行反冲洗时过滤操作必须中断 若需24h连续过滤时 特殊的时候必须增加一台过滤装置作为备用或交替使用 这样虽达到了连续过滤的目的 但工艺复杂 设备费用高 占地面积大 不易操作 管理难度大 2 连续沙滤简介 2 1概念连续砂滤技术是一种应用于水处理行业的新型过滤技术 它能够在过滤的同时对滤料进行清洗 不需停机对滤料进行清洗 能保证过滤装置的连续稳定运行 它省略常规净水工艺中的反应 沉淀工段 在滤池中完成絮凝 过滤和反冲洗过程 使得在滤床中直接进行凝聚和分离成为可能 由于几乎所有的化学处理步骤都直接在滤床中进行 因此在设备体积上与传统的化学处理相比较 连续式砂滤器可以节省80 以上 加药量也比传统的化学处理节省20 30 2 2连续砂滤的分类按提生管安装位置可分为内循环连续沙滤和外循环连续砂滤 按污水流经滤料的方式可分为上流式连续砂滤和下流式连续砂滤 现在基本无下流式连续砂滤 图一和图二分别为内循环连续砂滤器和外循环砂滤器 图1内循环砂滤器结构示意图 图2外循环砂滤器结构示意图 2 3连续砂滤的技术关键 1 提砂技术 2 洗砂技术 3 均匀布水技术 4 均匀布砂技术典型规模单台连续反洗砂滤机处理量可达到1200m3 d 大水量过滤可多台并联使用 也可以建立混凝土结构连续反洗砂滤池 处理量12000m3 d以上 3 连续砂滤的原理和两种常见的连续砂滤器 3 1连续砂滤的原理连续砂滤器的工作原理是过滤和反洗两步同时进行的过程 当原水流过进水口后穿过布水器 经过滤床向上流动 上升过程中污物被滤料截获 过滤后的清水由过滤器顶部的溢流堰收集排出 同时压缩空气由伸入到提砂管口的压缩进气管管咀喷出 带动过滤器底部的脏砂及部分水上升至提砂管上端口 落入洗砂槽内 在过滤出水与反冲洗出水水位差的作用下 下落的脏砂与上升的清水进行自动清洗 提砂管提升上来的气提水与洗砂槽内的反冲洗水一起流入反冲洗出水槽再由反冲洗出水管排走 在重力作用下洗净后的滤料经布砂器循环回到滤层 过滤与反冲洗同时进行 连续过滤 3 2 天天 连续砂滤器 早期雏形 连续自动冲洗砂滤装置 天天 砂滤器 是英国塞门哈吞公司上世纪80年代初发明的 具有独特特点的砂滤装置 该装置是过滤介质连续流动 冲洗 重复使用 循环进行的连续过程 3 2 1设计基本构思 天天 连续砂滤装置的结构 是基于下述条件进行设计的 1 使滤过介质具有由粗粒到细粒的分布 液体先与粗粒的滤过介质接触 然后再通过具有比较大的容积的细粒层过滤 2 为了进行连续过滤 滤床表面必须经常以清净的介质置换 3 砂子的冲洗在过滤器内进行 4 为了防止因磨损引起故障 不采取机械方法 而用气举方式来实现砂子的循环 这些条件在装置上怎样实现呢 让我们先来研究一下 图1所示当把砂子从底部中间抽出时 砂子的表面中间部分 就形成倒园锥状 然后按图2所示那样 当把从底部抽出的砂子返送到顶部外周时 如果这些砂子是由祖粒和细粒构成的 则粗砂就向倒圆锥顶部即仓的中心部集中而细粒则被聚集在外周 3 3 2构造和性能 天天 连续砂滤器有园型和角型的两种 首先就图4所示的剖面 对园型的构造和性能加以说明 原水由双层园筒外侧的顶仓 通过进水口 进入过滤室 中 经滤床过滤的水流过档砂栅 集中到过滤水集水室 中 然后通过滤水自控阀排到系统外 在过滤时为捕捉被弄脏的砂子 由于提升器的作用 自然地慢慢同过滤器的下部移动 即从最底部的提升箱 上升到提升管中 经提升器排出管 进入洗砂分离室 中 自空气供给装置 供给的空气 在提升箱出口处进入 其次 再就图5所示的剖面 将角型的性能加以说明 原水 自设备本体上部的侧壁进入原水室 通过滤床到过滤水集水室 然后经自控阀 排到系统外 将捕捉了的污砂 通过提升管 排到洗砂室 中 当需要强化砂提升操作时 才使用冲洗泵 过滤量大时 用角型的代替多台圆型过滤器的设计 能使全部设备占地面积显著地减少 这样能有效地利用占地面积 同时 圆型设备越大型化 装置高度越高 因此把角型设备相组组合的工艺是有利的 3 3诺迪克连续砂滤器 目前常见 诺迪克连续砂滤器是瑞典发明的 是一种内循环式连续砂滤器 具有简洁高效的特点 应用十分广泛 工作原理 4 连续式活性砂滤和传统砂滤性能对比 由于连续砂滤是过滤和反洗两步同时进行 可以实现设备连续运行 从而使它相对传统砂滤拥有了很多优点 但是因其结构特征它也存在一些缺点 对比如下 连续式砂滤的优点是 连续运行 出水水质稳定 没有阶段冲洗前后砂层变化带来的水质变化 由于砂循环清洗的频率范围宽 2 8hr 适合于高的进水SS负荷 连续排放洗砂水 使得洗砂水的处置非常简单 无需储存设施 无须复杂的反洗系统 节省了大功率的反冲洗水泵 频繁开启的高质量的进口阀门 管道 控制系统和电气设施 上部进水 上部出水的结构形式可以将砂滤向地下深处发展 从而节省占地面积 又不影响水力高程 由于砂循环清洗的频率高 2 8hr 砂层干净 水头损失小 连续式砂滤的相对不足是 底锥结构相对复杂 土建制作要求高 也因此加大了池深 由于洗沙水和过滤水是连通的 尽管流向流速很大 但洗沙水中的脏物质和过滤水之间的转移交换还是不能完全避免 在处理低浓度进水 5NTU 追求非常低浊度出水 1NTU 的情况下 要求砂循环清洗的频率要低 这尽管活性砂滤也能执行间歇洗沙方式 但不如选择反洗式砂滤更为经济 连续洗砂水量相对固定 因此在低进水负荷下洗砂水比例相对大 5 连续砂滤的实际应用 由于自身的优点 连续砂滤可以广泛用煤矿污水深度处理 市政污水厂深度处理 传统过滤器系统的升级改造 各种冷却水回用 造纸行业用水 中水回用 电镀厂污水深度处理 膜预处理系统 地表水深度处理 可饮用水深度处理 油田港口含油废水深度处理 雨水调节等过程中 下面做简单介绍 1 地表水处理地表水通常作为饮用水和工业工艺用水的水源 絮凝剂和原水在进水管上的管道混合器中进行充分混合 絮凝和分离过程在连续砂过滤滤床中完成 出水浊度由在线浊度仪测量 絮凝剂的投加量和进水水量成比例 并且根据进水水质决定是否需要进行pH值的调节 2 饮用水处理在饮用水处理中 通常情况下连续砂过滤器可保证如下出水水质 色度 5mg LPt 浊度 0 3NTU CODMn 2 5mg L AI 0 1mg L根据某自来水厂的测试结果 在进水悬浮物含量为200mg L的情况下 连续砂过滤器可以保证浊度小于1 0NTU的稳定的出水水质 3 工业工艺用水处理用地表水作为水源处理的工业工艺用水的出水水质与饮用水的水质接近 通常可保证以下出水水质 色度 5mg LPt CODMn 2 3 5mg L 浊度 0 2 0 5NTU 国外许多造纸厂采用活性砂过滤工艺处理原水 以下是某造纸厂连续砂过滤器的运行数据 原水水质 CODMn 8 10mg L 色度 15 35mg LPt出水水质 CODMn 3mg L 色度 5mg LPt AI 0 1mg L 4 市政污水深度处理为了节约水资源 市政污水二级处理后的出水需进行深度处理用作回用水已成为政府的一项政策 目前国内常用的深度处理方法是采用常规的絮凝沉淀和过滤三段式处理工艺 进一步去除二沉池出水中的悬浮物和磷 国外多采用连续砂过滤工艺对污水厂二级处理出水进行深度处理 避免了常规水处理的初滤液对回用水系统的影响 在悬浮物浓度高达100mg L的情况下 仍然能够满足回用水的水质要求连续砂过滤出水水质 悬浮物 10mg L 油 2mg L 5 工业污水工业废水通常需要首先进行预沉和pH值的调节 投加絮凝剂后进入连续砂过滤器国外大型的钢铁厂循环冷却水通常用连续砂过滤器来处理 可以去除铁渣和油脂瑞典某轧钢厂的含钢渣和油的冷却水经连续砂过滤器处理完后循环回用 其处理效果如下 进水水质 悬浮物 30 200mg L 油 5 15mg L 出水水质 悬浮物 10mg L 油 2mg L 6 结语 自动连续砂过滤工艺集絮