内循环连续式砂滤器的微絮凝过滤试验
连续砂滤技术简介
连续砂滤技术简介东北石油大学聚三元环保科技开发有限公司 2014.11一、 连续砂滤技术发展现状砂滤是以天然石英砂等过滤介质（滤料）形成砂床截留污水中的颗粒、悬浮 物、有机物等杂质，使污水净化和澄清的过滤技术。
1829 年，世界上第一个慢 速砂滤池在英格兰建造成功，是过滤技术用于现代水处理工程的开端。
砂滤装置、 设备从最开始的慢速砂滤池，逐渐发展成快速砂滤池、双层滤池、多层滤池、压 力过滤器、砂滤棒过滤器等。
但是，这些过滤技术都存在一个反冲洗的问题，过 滤过程间歇不连续。
为提高过滤效率，连续式砂滤器应运而生。
1974 年瑞典 Axe1 Johnson 研究所 Dr.Hans rsson 和 Mr.Ulf Hjelmner 提出了单独对吸附饱和滤料进行清洗的想法，解决了对滤料有效清洗及再生和防 止过滤后的水与反洗水相混合这两个关键问题，从此诞生了第一台连续式砂滤 器。
目前，连续式砂滤器已经被广泛用于全球各地。
国外许多环保公司大批量生 产的砂滤器，如美国的 Parkson 公司生产的 DynaSand 连续式砂滤器，瑞典 Waterlink 公司的活性砂过滤器，日本日立化成公司研制的连续式砂滤器。
国内 也有很多公司研制成功了一系列砂滤器产品，如辽宁大连涌清环保设备有限公司 开发的连续反冲洗砂滤机，山东德州市德天环保科技有限公司生产的连续砂滤机 等。
但上述连续砂滤器多应用于生活污水、化工废水以及电厂废水等。
我公司多年一直从事含油污水过滤设备的研制开发，针对含油污水水质特性 的改变以及压力过滤器在运行中出现的种种问题，自 2003 年就开始了将连续砂 滤技术用于含油污水处理的试验，经过多年来的室内及现场应用试验，将常规连 续砂滤器内部的砂滤料循环再生装置进行重新设计改进，最终研制出适用于含油 污水处理使用的连续砂滤器。
二、连续砂滤装置结构及工作原理1.连续砂滤器的结构图 1 连续砂滤器结构连续式砂滤器其结构主要有：原水进口①，进水管②，布水器③，其下还有 导流砂锥，砂滤器筒体内充满了过滤介质，形成了砂床④（即滤层），过滤后的 净水（滤液）⑩通过溢流堰经净水出口⑤排出；而位于砂滤器底部的污砂⑥在泵 或空气压缩机等动力源的作用下通过提砂管⑦提至上部的洗砂器⑨，污水⑧通过 污水口排出砂滤器。
微絮凝-直接过滤工艺的试验与研究
第３ ３卷 第 １ ３期
２ ００ ７ 年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０． ３ Ｎｏ． ３ １３ １
Ｍａ ． ２ ０ ｙ ０７
・１ ５ ・ ７
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ７ １ ．１５０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）３０ ７ ．２
． ｇＬ的情 况下 ， 继续对 微 絮直接过 滤 的出水效 果作 直接过滤工艺是在过滤 前 投加混 凝剂 ， 分混 合后 ， 一段 时 间 药量为 ５５ｍ ／ 充 经
的絮凝 ， 形成粒径 相近 的微 絮体 ［ 。微 絮体进入 滤 柱 ， 同时 完成 进一步 的实验研究 。 反应、 沉淀和截 留的过程 ， 省去 了传 统混 凝工 艺所 需 的反应 池和 ２ ２ 对 Ｓ ． Ｓ和 浊度 的去 除 沉淀池 ， 减少 了 ８ ％的构筑 物体 积［Ｉ ０ ２。此工 艺对浊 度 、ｓ有 较高 Ｓ 图 ２ 图 ３表明 ， ， 微絮凝过 滤对二级 出水 中 Ｓ Ｓ的去 除率 达到 的去除率 ， 同时对 Ｃ Ｄ及 Ｔ Ｏ Ｐ都 有一定 的去 除效 果。 目前 ， 这一 了 ８ ．０ 浊度 的去 除率也较 高 ， ７ ９ ％， 达到 了 ８ ．０ ７ ４ ％。这是 因为城
微 絮 凝一 直 接过 滤 工 艺 的试 验 与研 究
马 敏 杰 巨志剑 王 志 远
摘 要： 介绍 了微絮凝一 直接过 滤工 艺的过滤特性及机 理 ， 通过 实验分析 ， 出了该 工艺 具有 去除浊度 ， Ｓ Ｃ 得 Ｓ ，ＯＤ及 ｒ ｒ Ｐ
的功 能的结论 ， 探讨 了滤层截污分布 的特点 ， 出该 工艺具有 出水效果好 、 滤周期长 、 药量小等特 点， 指 过 投 值得 推广使 用。
家用泳池砂滤器的换向阀
浅谈家用泳池砂滤器的换向阀中图分类号：tm925 文献标识码：tm 文章编号：1009-914x（2012）26- 0366 -01随着砂滤器的作用越来越被人们所认知和接受，现有市场和生产厂家在生产家庭小型砂滤器上基本一是采用比较传统的方法（用两个水泵进行交换过滤和反冲洗），二是采用比较通用和普及的六位阀，运用六位阀进行水流的转换从而达到过滤和反冲洗的目的。
后一种方法在家庭砂滤器上的运用更为理想、方便和简单。
但是，六位阀在实际生产和使用当中也存在诸多问题。
因为六位阀由阀芯、阀体、阀盖、手柄、圆柱销、大弹簧、大垫片和挡砂篮等等组成，结构比较复杂、装配比较困难、材料用量也比较多，成本较高。
针对上述的问题，我司进行了对砂滤器结构上的分析和研究，并对六位阀单独的剖析和试验；同时推出了更具实用、结构更简单、成本更为低廉的新型换向阀。
分析传统意义上的六位阀，是由过滤（filter）、反冲洗（backwash）、循环（circulate）、漂净排水（rinse）、冲洗（drain）和关闭（closed）六个功能组成。
其中反冲洗和冲洗的功能一样，过滤和平覆的功能一样，只不过是他们排出的水管口不一样。
反冲洗是水从排污口出，冲洗水从入池口出；过滤功能水从入池口出，漂净排水功能水从排污口出；而循环水是不经过砂直接从水池中进水又从入池口出水。
根据试验及客户调查得出，客户经常使用的只有两种功能：一是过滤，二是反冲洗。
鉴于在整个砂滤器中换向阀主要保留两个主要功能就能满足工作的需要。
在此基础上考虑是否有一个既简单而又可以实现两个主要功能的阀类产品呢？。
我司不断的探索和设想，查阅了大量的参考资料，并在多个试验当中寻找答案。
最终找到了新型换向阀的初步设想和灵感，完成新型换向阀产品。
新型的换向阀巧妙的在同一管道中把水流方向可以任意的正向和逆向更换，结构简单、紧凑、用料省、装配简便和占用空间小等诸多特点。
认为可以替代现有的组装复杂、功能等同、成本较高的六位阀组件。
一种砂中絮凝剂的检测方法
一种砂中絮凝剂的检测方法
砂中絮凝剂是一种常用的水处理剂，它可以有效地去除水中的悬浮物和浑浊物，使水变得清澈透明。
然而，如何检测砂中絮凝剂的质量和效果是一个重要的问题。
本文将介绍一种简单易行的砂中絮凝剂检测方法。
我们需要准备一些实验器材和试剂，包括砂中絮凝剂样品、砂滤器、滤纸、pH试纸、电导率计等。
接下来，按照以下步骤进行实验：
1. 将一定量的砂中絮凝剂样品加入一定量的水中，搅拌均匀，使其溶解。
2. 将溶解后的砂中絮凝剂溶液倒入砂滤器中，让其自然过滤。
3. 将过滤后的水样取出，用滤纸过滤一遍，去除残留的悬浮物。
4. 用pH试纸测试水样的pH值，应该在6.5-8.5之间，如果超出这个范围，说明砂中絮凝剂的质量不好。
5. 用电导率计测试水样的电导率，应该在200-800us/cm之间，如果超出这个范围，说明砂中絮凝剂的效果不好。
通过以上实验步骤，我们可以很容易地检测砂中絮凝剂的质量和效果。
如果砂中絮凝剂的质量和效果都很好，那么过滤后的水样应该是清澈透明的，pH值和电导率也应该在正常范围内。
砂中絮凝剂的检测是水处理过程中非常重要的一步，只有确保砂中絮凝剂的质量和效果，才能保证水的质量和安全。
微絮凝直接过滤的性能评价
微絮凝直接过滤的性能评价文章综合讨论了各种反应过滤性能的单因子指标和综合指标，并在试验的基础上，对目前能够比较综合反应微絮凝直接过滤性能的综合指标I值进行了验证，I值能够在一定程度上准确反映出滤池的过滤性能。
标签：均质滤料直接过滤评价指标过滤性能Indices for Micro flocculation direct filtering performanceRen Bo（China Railway Fifth Survey And Design Institute Group Co.，Ltd . Beijing 1102600）【Abstract】This article discussed various single factor index and comprehensive index which can reflect the direct filtering performance，and through a experiment，the value ‘I’which was a comprehensive index that can reflect the micro flocculation filtering performance was verified.【Key words】uniform media，direct filtration，evaluation index，filtration performance过滤是水处理过程中不可缺少的一个重要处理单元，因此，保持过滤的高效性对于提高出水水质、降低设备运行成本具有十分重要的意义。
在过滤过程中，影响过滤效果的因素很多，原水水温、水质、滤料性质（颗粒粒径、形状和级配）、混凝剂种类和投加量、过滤速度等因素都对过滤过程产生影响。
通常评价过滤性能的指标有：过滤周期、浊度去除率、过滤速度、进水浊度、出水浊度、水头损失、滤层厚度、单位产水量等。
【论文】一种内循环连续式砂滤器的结构设计
摘 要压力过滤器(pressure filter)是将滤料填于密闭的压力容器内，利用外加压力克服滤池阻力进行过滤，作用水头达0.15～0.25MPa。
由于在较高的最终水头损失下操作，过滤周期短，反冲洗次数少，运行管理都比较方便，特别适用于水量较小而悬浮物浓度又相对较高的场合。
连续式砂滤器属于一种压力过滤器，具有经济高效、适用水质范围广等优点，主要用于饮用水、食品、纺织、冶金、造纸、金属加工、化工等行业以及城市污水二级出水的深度处理方面。
内循环连续砂滤器采用体内提砂，过滤层的反冲洗在过滤器内部完成，集混凝、澄清、过滤于一体，同时具有较高的表面负荷。
本设计对污水深度处理用内循环连续砂滤器进行了具体的结构设计。
其中包括砂滤器的主体结构尺寸，封头、支腿的选型，各个水管以及法兰的设计。
通过上述计算和设计，进行了CAD机械制图。
关键字：内循环，连续式砂滤器，结构设计abstractPressure Filters (pressure filter) filter sucked in a closed pressure vessel filled, the use of external pressure to overcome resistance filter to filter, the role of head up to 0.15 ~ 0.25MPa. As the head loss at the higher end to operate, the filter cycle is short, fewer backwash, operation and management are more convenient, especially for relatively small amount of water and relatively high concentration of suspended matter the occasion. Continuous sand filter is a kind of pressure filtration device, cost-effective, wide range of application such as water main for drinking water, food, textile, metallurgy, paper making, metal processing line of chemicals, etc. As well as urban wastewater secondary effluent depth of processing. Continuous sand filter used inside the loop body put sand filter layer inside the filter backwash complete set of coagulation, clarification, filtration in one, but also has higher surface load.The design of wastewater treatment within the cycle of continuous sand filter used for a specific structural design. Including the size of the main structure of sand filter, head, legs in the selection, all pipes and flange design. Through the above calculation and design, CAD mechanical drawing conducted..Keyword：Inner loop，Continuous Sand Filter，Structural Design目录第一章 前言 (1)1.1砂滤器设计的意义 (1)1.2砂滤器的介绍 (2)1.3内循环连续式砂滤器的发展情况 (3)1.4砂滤器的分类 (3)1.4.1轻质滤料过滤器介绍 (4)1.4.2 微孔陶瓷过滤器介绍 (4)1.4.3 膜过滤器介绍 (4)1.4.4 纤维介质过滤器介绍 (6)1.4.5 石英砂过滤器介绍 (6)1.5砂滤器的工作原理 (10)1.6本设计研究基本内容 (14)第二章 设计计算 (15)2.1设计依据 (15)2.2内循环连续式砂滤器的主体尺寸计算 (15)2.2.1砂滤器罐的直径、截面积的计算 (14)2.2.2砂滤器罐的高度的计算 (16)2.3 内循环连续式砂滤器的结构设计 (21)2.3.1砂滤器的罐体材料的选择 (21)2.3.2上封头与下封头的材料选择及设计 (21)2.3.3支腿的设计 (23)2.3.4砂滤器中各个进出水管的尺寸进行设计 (26)2.3.5洗砂器的设计 (25)2.3.6砂滤器内出水堰的设计 (28)2.3.7砂滤器法兰的设计 (29)2.3.8人孔的设计 (31)2.3.9开孔补强计算 (32)2.3.10焊条的选择 (33)2.3.11砂滤器质量的计算 (34)2.3.12砂滤器设计造价预算 (34)第三章 结论与展望 (36)3.1结论 (36)3.2展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)声明 (39)第一章 前言1.1砂滤器设计的意义随着水资源短缺，各国逐渐重视起对城市污水的深度处理，常规的城市污水深度处理工艺通常采用传统的絮凝、沉淀、过滤工艺或微絮凝过滤工艺，但由于二级出水的悬浮物含量相比于沉后水高了许多，滤池需要频繁冲洗，反冲洗水量所占的比例较大，人们开始考虑利用连续式砂滤器自动洗砂的特点，将其用于二级出水的深度处理。
微絮凝-悬浮污泥过滤工艺在油田污水处理中的应用
微絮凝-悬浮污泥过滤工艺在油田污水处理中的应用冯进来;张雷;戴春雷;王松【摘要】为了改善回注地层的三次采油产生的油田污水的处理效果,从5种药剂中筛选出FX微絮凝剂作为最佳药剂,用于微絮凝-悬浮污泥二级过滤处理工艺中.实验确定最佳投药质量浓度为4 mg/L,在此条件下,当来水中油、悬浮物质量浓度分别为80、30 mg/L时,出水油、悬浮物平均质量浓度分别为1、3 mg/L,去除率分别达到99%和90%,达到了三级过滤工艺的处理效果,满足了油田回注水标准.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2010(030)004【总页数】4页(P49-52)【关键词】油田污水;微絮凝-悬浮污泥过滤;微絮凝剂【作者】冯进来;张雷;戴春雷;王松【作者单位】大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆,163318;大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆,163318;大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆,163318;大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆,163318【正文语种】中文【中图分类】X703.1我国大部分油田已经进入了三次采油期，聚合物驱和三元复合驱采油技术的发展导致油田污水性质发生了显著的变化，同时油田采出水经过多次回注，悬浮物粒径越来越小，导致油田污水过滤处理难度加大〔1-2〕，油田污水经过一级核桃壳和二级石英砂过滤后，出水油和悬浮物含量难以达标。
微絮凝-悬浮污泥过滤工艺是在微絮凝过滤工艺基础上充分借鉴悬浮污泥过滤的理论研发出来的〔3〕。
在过滤罐前加入一定浓度的微絮凝剂，其在水流的作用下迅速与含油污水中的聚合物、悬浮颗粒和油混合，通过吸附、桥连、网捕等作用发生凝聚，生成微絮体。
微絮体在经过弯头、布水圆筒和筛管时，在涡流、旋转和碰撞的作用下，微絮体能聚结成相对较大的絮体，而这些絮体经过筛管进入罐体中时，过水面积加大，相对流动速度减小，形成一个类沉降过程，在碰到滤料时，被截留在滤层中。
随着过滤的进行，截留在滤层的污泥逐渐增多，一定时间后形成了覆盖整个滤料的污泥层。
PAC和PAFC对内循环连续砂滤器处理石化二级出水的影响
中国环境科学 2016,36(12)：3625~3630 China Environmental Science PAC和PAFC对内循环连续砂滤器处理石化二级出水的影响王雅宁1,2,吴昌永2,周岳溪2*,刘恒明1,朱晨2,3,陈腾4(1.大连海洋大学海洋科技与环境学院,辽宁大连116023；2.中国环境科学研究院水污染控制技术研究中心,北京 100012；3.兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州 730070；4.长安大学环境科学与工程学院,陕西西安 710064)摘要：.采用PAC(聚合氯化铝)和PAFC(聚合氯化铝铁)作为絮凝剂,探讨不同絮凝剂及其投量对于内循环连续砂滤器处理效果和滤料板结潜在趋势的影响.结果表明,PAC和PAFC投量由5mg/L升至30mg/L时,COD和SS的去除率随着投加量的增大均呈现出先升高后降低的趋势.10mg/L为试验水质下的最佳投量,在该投量下,PAC对SS和COD去除率为分别为49.7%和12.9%;PAFC对SS和COD去除率分别为50.6%和13.8%.内循环连续砂滤器主要去除的是相对分子量在3k以上的溶解性有机物,但对相对分子量1k以下的溶解性有机物去除效果不好,总DOC去除率低于5%,需进一步深度处理以满足最新的排放标准.PAFC混合液比PAC混合液黏度低,有利于缓解滤料板结.总体来看,更适合于石化二级出水的混凝剂为PAFC,最佳投量为10-15mg/L,可保障对SS高效去除同时并使内循环连续砂滤器运行更加稳定. 关键词：内循环连续砂滤；PAC；PAFC；溶解性有机物；黏度中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2016)12-3625-06Effect of PAC and PAFC on the performance and operation of inner loop continuous sand filter treating petrochemical secondary effluent. WANG Ya-ning1,2, WU Chang-yong2, ZHOU Yue-xi2*, LIU Heng-ming1, ZHU Chen2,3, CHEN Teng4 (1. School of Marine Science and Technology and Environment, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China；2.Research Center of Water Pollution Control Technology, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China；3.School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China；4.School of Environmental Science and Engineering, Chang’an University, Xi’an 710064, China). China Environmental Science, 2016,36(12)：3625~3630Abstract：The inner loop continuous sand filter (ILCSF) is often used as the pretreatment process for the removal of SS and COD during the advanced treatment of biological secondary effluent. ILCSF can guarantee the operation stability of the following connected advanced treatment unit. In this study, poly aluminum chloride (PAC) and poly aluminum ferric chloride (PAFC) were used as the coagulant and the performance and operation of ILCSF were investigated. The results showed that when the dosages of PAC and PAFC ranged from 5to 30mg/L, the removal of SS and COD increased at the beginning and then decreased when the dosage was over 10mg/L. The optimized coagulant dosage was 10mg/L for PAC and PAFC. The removal rates of SS and COD were 49.7% and 12.9% for PAC and 50.6% and 13.8% for PAFC on the optimized dosage. The ILCSF could preferentially remove the macromolecular organic matters with the relative molecular weight higher than 3k. However, the ILCSF has the poor ability to remove the dissolved organic matters (DOM). The dissolved organic carbon (DOC) removal rate was lower than 5% even on the optimized conditions. The dose of PAFC was more suitable for the stable operation of ILCSF than dose of PAC. The viscosity of the mixture dosing PAFC was lower than that of dosing PAC. In this study, the optimized dosage of PAFC was determined with the value of 10to 15mg/L. It could guarantee the high removal rate of SS and the stable operation of the ILCSF.Key words：the inner loop continuous sand filter (ILCSF)；poly aluminum chloride (PAC)；poly aluminum ferric chloride (PAFC)；dissolved organic matters (DOM)；viscosity收稿日期：2016-04-08基金项目：“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07201-005);国家自然科学基金项目(51208484)* 责任作者, 研究员, zhouyuexi@3626 中国环境科学 36卷内循环连续砂滤器是集混凝、澄清、过滤等功能为一体的连续自动清洗过滤装置[1].该工艺是在过滤器前投加絮凝剂,在管道内充分混合絮凝,形成粒径相似的微絮体,在反应器内同时完成反应沉淀、截留和反洗的过程,省去传统工艺所需要的反应池、沉淀池以及反洗系统,且易操作管理[2-3].与传统工艺比较,该工艺可节省投资30%,减少构筑物体积80%,节省运行费用20%~ 50%,是一种高效经济的污水处理工艺[4-6].内循环连续砂滤工艺通常应用于污水深度处理前的预处理,主要用于去除SS和部分COD,同时对TP 有较好的去除效果[7-8].石化行业是我国的支柱产业之一,也是耗水量较大的行业之一.2015年4月16日环境保护部颁布了《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571-2015)[10],该标准将石化工业园区污水处理厂直排水的COD限值由原来执行的《污水综合排放标准》中规定的100mg/L提高至60mg/L[9],在一些需要特别保护的地区,COD的排放限值为50mg/L[10].目前以生化法为主的石化综合污水厂排水均无法满足新标准的要求,亟需相应的深度处理提标改造技术,提高出水水质.内循环连续砂滤可用于石化废水深度处理的预处理,但该技术在实际应用中也存在一些问题.在内循环连续砂滤器实际运行中,清洗效果不好时,会出现滤料板结及洗砂提砂管堵塞的现象[6].板结后,通常解决的办法为调节气水比,增加提砂管中的气冲强度或将滤料掏出重新装入滤池.但这些方法都不能从根本上解决滤料易板结以及洗砂提砂管易堵塞的现象.絮凝剂投加到反应器后,其形成的絮体的特征关系到滤料截留的效率,与内循环连续砂滤器的运行效果有着密切的关系,是影响该装置处理效果的关键因素之一[11]. PAC(聚合氯化铝)是微絮凝砂滤工艺中最常用的絮凝剂之一,其应用范围广泛,易快速形成大的矾花,沉淀性好[12].PAFC(聚合氯化铝铁)集合了铝盐和铁盐絮凝剂的优点,可以使药效更好地发挥[13].内循环连续砂滤技术在国外已有30多年历史,但在国内引进和应用时间较短[14].目前内循环连续砂滤技术的研究主要集中在滤料尺寸、滤床高度、滤速调节以及气水比等运行参数对不同废水的处理效果方面,不同药剂污染物去除效果、去除特性以及对滤料板结的潜在影响方面缺少相应的研究[15].本研究采用PAC和PAFC两种常见混凝剂,研究了它们对内循环连续砂滤器处理石化二级出水的影响及其差异性,同时分析了其对滤料板结的潜在影响,使得内循环连续砂滤器能够更稳定的运行,为该工艺在石化二级出水深度处理预处理方面提供技术支撑并且可以为后续深度处理的工艺选择提供相应的参考依据.1材料和方法1.1试验装置及其运行试验装置为中试规模的内循环连续砂滤器,处理能力为1.5m3/h.设备总高2280mm、罐体直径为600mm,砂层高0.75~0.8m,根据前期试验结果[16],固定气水比为3:1.图1是装置运行示意图,石化二级出水由离心泵打入过滤器,流量通过流量计控制,絮凝剂由蠕动泵投加.石化二级出水与絮凝剂在管道混合器中混合,根据文献研究结果,控制混合反应停留时间为10s[17],进入砂滤器进行过滤.空压机将空气鼓入提砂管底部,带动管内的水和砂粒上升用于反洗.312空气进水反冲洗出水过滤出水图1 内循环连续砂滤器装置示意Fig.1 Schematic diagram of the experiment1-管道混合器2-储药罐3-内循环连续过滤器运行过程中投加PAC和PAFC(购于沈阳市华东制药厂),其中PAC中Al2O3含量约30%,碱12期王雅宁等：PAC和PAFC对内循环连续砂滤器处理石化二级出水的影响 3627化度70%~90%;PAFC中Al2O3含量约29%,Fe2O3含量3%~5%,碱化度70%~95%.两种药剂投量分别为5,10,15,20,25,30mg/L(以总质量计),每种药剂投量运行10d,交替进行,即第1~10d投加5mg/L的PAC,阶段试验结束清洗过滤器,第11~20d投加5mg/L的PAFC,其他投量依次进行.每种运行状态每天取进出水用于水质分析.根据需要从管道混合器出口处取样用于混合絮体粒径和混合液黏度分析.1.2试验用水试验用水为北方某石化污水处理厂二级出水,试验期间进水水质为:COD 79.7~ 98.5mg/L、TP 0.17~0.98mg/L、SS 24.8~42.2mg/ L、pH 6.8~7.6.1.3测试指标及方法对内循环连续砂滤器进出水进行测定,主要测定指标有SS、COD、DOC、有机物分子量分布.其中SS和COD参照国标方法测定[18].DOC 测定前水样需经0.45µm滤膜过滤后测定,采用日本岛津TOC-V CPH总有机碳分析仪进行.废水中有机物的分子量分布采用超滤分级方法进行,将所取的水样经过0.45µm的滤膜过滤,根据设定梯度,使用截留分子量分别为 100k、30k、10k、5k、3k、1k的超滤膜,采用 M illipore 公司的M odels 8400的超滤杯过滤,其内置磁力搅拌器,所需的加压气体采用高纯氮气[19].分级完成后,测定各分级溶液的DOC.从管道混合器出水口取混合液测定其絮体粒径和混合液粘度.絮体粒径采用马尔文粒度分析仪(Malvern Mastersizer 2000)测定,采用体积平均粒径计算,以d(0.5)数值衡量平均粒径.混合液粘度采用黏度仪(NDJ-9S旋转黏度计,上海平轩科学仪器有限公司)测定.2结果与讨论2.1SS去除由图2可以看出, PAC和PAFC投加量为10mg/L时,SS去除率最高,分别为49.7%和50.6%,投加PAFC时去除率稍高.PAC和PAFC的投加量由5mg/L升至30mg/L时,SS的去除率随着两种絮凝剂投加量的增加均呈现先升高后降低的趋势.这主要由于絮凝剂投量过少时,其电中和、吸附架桥、网捕卷扫絮凝等作用较弱,形成的絮体细小,不宜沉降截留而容易穿透砂滤层,SS去除效果差;而絮凝剂投量过大时,又会造成胶体再稳,絮体颗粒重新分布,处理效果也会变差[20].1015202530354045505560时间(d)去除率(%)SS(mg/L)102030405060708010152025303540455055时间(d)去除率(%) SS(mg/L)1020304050607080图2 不同药剂投量下SS去除率特性(A-PAC;B-PAFC) Fig.2 SS removal characteristics dosing with differentcoagulants (A-PAC; B-PAFC)由图3可以看出,与SS去除率相似,混合液的平均粒径均随投量呈现先增加后减小的趋势.从粒径测定结果来看,PAC形成的絮体更大,投量为15mg/L时平均粒径可达200µm左右.有研究表明,PAC中的Al3+被Fe3+部分取代生成更高分子量的PAFC,键合了更多的羟基,这些羟基与周围胶体粒子和其他分子形成网状结构,网捕卷带成絮状物而下沉,形成的絮体更加密实[21],因而投加PAFC时形成的絮体粒径较小.但由于其网捕卷带作用较强,形成的絮体不易破碎,因而对SS的去除效率也稍高.3628 中 国 环 境 科 学 36卷从装置运行数据可以看出,在PAC 或PAFC 投量为5或10mg/L 时,内循环连续砂滤器对石化二级出水中SS 有较好的去除效果,出水SS 低于20mg/L,显著优于GB 31571-2015[10]要求,更重要的是,内循环连续砂滤器可为后续的深度处理工艺提供较为稳定的进水.0 5 10 1520253050 100 150200 250 平均粒径(µm )混凝剂投量(mg/L)PAC PAFC图3 不同药剂投量下微絮凝反应后平均粒径 Fig.3 The average particle size of the flocs feeding withPAC and PAFC2.2 有机物去除2.2.1 COD 和DOC 从图4中可以看出,在试验期间,PAC 和PAFC 的投加量由5mg/L 升至30mg/L 时,COD 的去除随两种絮凝剂投加量的增加均呈现先增加后小幅度降低的趋势,这与SS 去除变化特性是一致的,内循环连续砂滤去除的是胶体COD [22],与絮凝和再稳现象变化规律一致.这与刘志刚[8]等的研究相同,内循环连续砂滤是通过投加絮凝剂吸附污水中的有机物形成絮体从而被滤料截留,所以该工艺主要去除的是胶体COD 而对溶解性COD 去除效果不好[4].这与DOC 的测定结果是一致的,在PAC 和PAFC 的投加量为10mg/L 时,DOC 的去除率分别为2.1%和4.7%.这主要是由于DOC 测定前需先经0.45µm 滤膜过滤,测定的是溶解性有机物(DOM).而内循环连续砂滤器是通过物理截流作用去除水中悬浮物和有机胶体,对溶解性有机物去除效果较差,所以无论投加PAC 还是PAFC,对DOC 的去除率都不高.当PAC 的投加量为10mg/L 时,平均COD 的去除率达到最大值,为12.9%,单位药剂COD 去除量1.08mg/mg;当PAFC 的投加量为10mg/L 时,平均COD 的去除率最大为13.8%,单位药剂COD 去除量为1.47mg/mg. PAFC 比PAC 对COD 去除率稍高.但从试验结果看,尽管该工艺对石化二级出水中SS 的去除效果较好,但对COD 去除率都不高,这与吴志玲[23]等的研究相同,投加混凝剂对进水中COD 去除率较低,最终出水都无法满足GB 31571-2015[10],出水需进一步深度处理.05101520 25 30406080100120C OD (m g /L )PAC(mg/L)05101520 25 30406080100120C OD (m g /L )PAFC 投量(mg/L)图4 不同药剂投量下COD 的去除特性Fig.4 COD removal characteristics dosing with differentcoagulants (A -PAC; B -PAFC)投加PAC 和PAFC 可对SS 进行有效去除而对DOC 的去除率都不高.石化二级出水中对出水残留COD 贡献最大的两种物质为原水DOC 中的亲水性物质HIS 和疏水酸性物质HOA [24].使用内循环连续砂滤器做为深度处理的12期 王雅宁等：PAC 和PAFC 对内循环连续砂滤器处理石化二级出水的影响 3629预处理工艺时,后续深度处理工艺的选择可考虑对进水SS 高要求而对DOM 可有效去除的工艺,以起到相应的耦合作用降低出水COD.2.2.2 溶解性有机物去除特性 在宏观指标COD 去除的基础上研究废水中有机物分子量分布特性对于了解不同分子量有机物在微絮凝砂滤过程中的去除差异特性具有重要的意义[25].如图5所示,取原水、PAC 和PAFC 投量为10mg/L 出水,测定其有机物分子量分布特性.从图中可以看出投加PAC 和PAFC 过滤后,分子量小于3k 的有机物百分比显著增加,分子量大于3k 的有机物含量有着不同程度的降低.表明投加PAC 和PAFC 形成絮体并过滤后,石化二级出水溶解性有机物中大分子有机物得到不同程度的去除,因而出水中溶解性小分子有机物比例显著增加.<1 1~3 3~5 5~1010~3030~100>10010 20 30 40 50 60 70 80 百分比(%)分子量级别(K)原水PAC 出水 PAF 出水图5 内循环连续砂滤器对不同分子量有机物去除情况 Fig.5 The removal characteristics of different molecularweight organics by ILCSF投加絮凝剂后,废水中的胶体物质脱稳,形成絮体,絮体被输送到滤料表面经过截留和沉淀方式去除.由于胶体物质属于大分子物质,混凝对生物大分子类(分子量>20K)物质可以起到有效的去除[26],因此一部分大分子有机物通过此方式去除.这部分大分子类物质多为疏水性有机物[27].此外,新形成的絮体为多层铝铁盐碱化形成的氢氧化物微絮粒,这些絮粒有着极大的表面积和多余的化学键位及羟基(-OH),具有较强的吸附活性,可通过物理化学吸附来去除水中的有机物[28],部分有机物也可以通过吸附的形式被过滤去除.总体来看,无论投加PAC 还是PAFC,微絮凝砂滤工艺对石化二级出水中分子量大于3k 的溶解性有机物有相对较好的去除效果.2.3 不同药剂对滤料板结的影响趋势分析滤料板结是阻碍内循环连续砂滤器正常运行的重要不利因素.由于滤料在重力作用下堆积,压缩截留的絮体,在絮体黏性作用下,滤料呈现团簇性结块,影响到过滤效果和反冲洗过程,从而严重影响到内循环连续砂滤器的正常运行[29-30].为考察并量化两种药剂对滤料板结的潜在影响,对投加药剂后形成絮体后混合液粘度进行了测定,结果如图6.PAC PAFC1.01.21.41.61.82.02.2黏度(m P a ⋅s ) 25%百分位数 75%百分位数 中位数最小数最大值图6 投药量为10mg/L 时混合液粘度Fig.6 The viscosity of mixtures with the PAC and PAFCdosage of 10mg/L从中可以看出,在混凝剂投量均为10mg/L 的时候,PAC 形成的混合液的粘度比PAFC 形成的混合液的黏度大,PAC 混合液的黏度平均值为1.58mPa·s,而PAFC 混合液的黏度平均值为1.36mPa·s,高约14%.内循环连续砂滤是通过接触絮凝来去除水中有机物和杂质的,由于滤料絮粒包围,极易产生滤料结块现象.如果投加絮凝剂后,混合液粘度较低,絮粒没有强的黏合力,过滤后砂子不易板结.从实际反应器维护角度来看,随着混凝剂投量的增加,内循环连续砂滤器在处理石化二级出水时容易出现板结现象,且混凝剂投量越大,板结出现的频率越高.从引起滤料板结潜势的角度来看,为保证内循环连续砂滤器的稳定运行,PAFC 比PAC 更适3630 中国环境科学 36卷合作为内循环连续砂滤器的絮凝剂.实际反应器的运行也证明了这一点.3结论3.1内循环连续砂滤器对石化二级出水中SS 的去除效果较好,投加PAC和PAFC时,随着投加量从5mg/L增加至30mg/L,SS去除率均呈现先升高后降低的趋势,投量为10mg/L时,PAC对SS 去除率为49.7%,PAFC对SS去除率为50.6%. 3.2内循环连续砂滤器对石化二级出水中COD的去除效果较差,无论是投加PAC还是PAFC,出水均无法满足GB 31571-2015,出水需进一步深度处理.该工艺对石化二级出水中分子量超过3k的大分子有机物的去除效果相对较好.3.3投加PAFC形成的混合液粘度值较PAC偏低,对延缓内循环连续砂滤器滤料板结具有一定优势,建议选取PAFC作为絮凝剂,在处理石化二级出水时最优投加量为10-15mg/L.参考文献：[1] 阳佳中,张永坡,张学兵,等.连续式砂滤在城市污水深度处理中的应用 [J]. 西南给排水, 2013,35(3):16-18.[2] 徐竟成,许健,李光明,等.微絮凝-微滤用于印染废水回用反渗透预处理的试验研究 [J]. 环境工程学报, 2007,11:64-68.[3] 栾兆坤,李桂平,王曙光.微絮凝-深床直接过滤及工艺参数研究[J]. 中国给水排水, 2002,4:14-18.[4] Jonsson L, P laza E, Hultman B. 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微絮凝时间对直接过滤处理低温低浊微污染水的影响研究
微絮凝时间对直接过滤处理低温低浊微污染水的影响研究王连旺;周璠;孙涛
【期刊名称】《供水技术》
【年(卷),期】2014(008)002
【摘要】悬浮颗粒的絮凝过程对直接过滤的去除效率有影响,絮凝时间是控制絮粒形成大小及特性的主要因素之一.为提高直接过滤去除低温低浊微污染水中污染物的效率,考察了不同絮凝时间对去除效果的影响.结果表明,直接过滤处理低温低浊微污染水时,设置絮凝池的出水效果较优;絮凝时间大于10 min时,所形成的絮体更密实,Zeta电位趋于0,有利于悬浮颗粒吸附在滤料上,特别是对一些芳香族有机物及带双键的有机物,当絮凝时间为14 min时,去除率可达35％.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】王连旺;周璠;孙涛
【作者单位】天津市自来水集团有限公司,天津300380;天津城建大学环境与市政工程学院,天津300384;天津城建大学天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384;天津城建大学环境与市政工程学院,天津300384;天津城建大学天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.22
【相关文献】
1.低温低浊水的微絮凝-深床直接过滤技术研究 [J], 李冬梅;张弘
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5.微絮凝直接过滤工艺处理微污染水库水源的应用研究 [J], 陈超;王燕蓉;冯修梅;赵树秋
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连续式砂滤器过滤技术试验研究
的混合 搅拌 强度 应保 证 在 ５０ ～ １０ ０ 当进水 浊 度低 时滤 前 微絮凝 反 应时 间 不小 于 ３ｍｉ 当进 水 浊 度较 高 时 ， 前微 絮 ００ ００ ； ｎ， 滤 凝 时 间不小 于 ７ ｎ 这 些设 备运 行关 键参 数 的提 出为 这种 新型 一体 化过 滤装 置 的开 发应用 创 造 了条件 。 ｍｉ，
作 者 简 介 ： 令 艳 （９ １ ， ， 程 师 ， 士 冯 １７ 一） 女 工 硕
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冯令 艳 等 ： 续式 砂滤 器 过滤 技术 试验 研究 连
第 ３期
动 力学及 结 团 絮凝 反应 特 征 ， 以 高 电荷 密 度 的阳 离 子 聚合 所
１３ 运 行 工 况 分 析 。过 滤 过 程 ： 投 加 混 凝 剂 的 原 水 经 过 进 ． 经
水 管 Ａ， 进入 均 匀旋 流 布水 器 装 置 Ｂ 。水 流从 布 水 支 管 的 孔 口流 出后 经 过滤 层 ， 水 中 的悬 浮 物 在 由下 而 上 通 过 滤层 Ｃ 原
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２０ ３—２ ９
ｌ 试 验 工 艺 流 程 、 滤 器 结 构 示 意 图 及 运 行 工 况 砂
试 验 工 艺 流 程 见 图 ｌ 。
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图 １ 连 续 过 滤工 艺流 程 １２ 内循 环 砂 滤 器 结 构 ．
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文 章 编 号 ：０７—７ ９ （０ ２ ０ —０ ７ —０ １０ ５６ ２０ ） ３ ０ １ ２
连 续 式 砂 滤 器 过 滤 技 术 试 验 研 究
冯 令 艳 吕岩 松 ， ，吕岩 林
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试 验流程 见 图 １ 。 １２ 砂滤器 的构 造及 工作原 理 ．
浮物被滤料截流下来 ， 滤后上升到集水槽 （ ）经 出 Ｄ，
水管 （ 进 入贮水 池 。 Ｅ） 反冲洗过 程 ： 缩 空 气 （ 通 人 砂滤 器 中部 的 压 Ｏ）
试验设备直径为 ３０ｍＴ 总高为 ２ ５ｍ。石英 ０ ｉ， ｌ 砂滤料的有效粒径 为 ０ ７ ． ｉ， ． ～１ ０ｍＴ 滤层 高度为 ｌ
对 出水水质 的影 响进行 了试验 ， 为该装 置的应 用创造 了条件 。
关键词 ： 内循环连续式砂 滤器； 微絮凝 ； 工作参数； 滤前水处理 中圈分 类号 ：Ｔ ９ ．４ Ｕ９ １２ 文献标识码 ：Ｃ 文章编号 ：１０ ４０ （Ｏ２ ０ 一 ０５ ５ ００— ６２２０ ）ｌ ０４ —０
表 １ 漳料粒径对 出水水质的影响
从图 ３４可以看 出， 、 内循环连续式砂滤器的工 作 区域主要在滤层 的下部 （ 可看作过滤工作层）上 ， 层基本上未参与过滤。对于低温水 ， 由于粘度大、 微 絮体与滤料结合力弱等原因， 微絮体深入滤层较深 ， 其主要的工作层约有 ４ ｎ ０ｃ 。从 图 ３ 以看 出， ｌ 可 当 水温为 ｌ ６５℃ 时 过滤 工 作 层 为 ３ ｎ。 由于连 续 ０ｃｌ
试验 以
表示浊度残余率 ， 其中图 ３的试验
条件为 ： Ｐ＝０ ４ＭＰ ，Ａ ． ａＰ Ｃ＝２ ～２ ｇＬ Ｗｚ ０ ５ｍ ／ ， ＝ ３ ６ ｍ ｒｉ， Ｗ ：１ ５ｃ ， ． ／ ｎ △ ａ ｒ ａ ． ｒ Ｔ＝１ ． ， ＝７ ｎ ６ ５℃ 口 ～８ ｈ图４ ； 试验条件为 Ｐ＝０ ４ＭＰ ， Ａ ． ａＰ Ｃ：加 ～２ ５ ｍ ／ ， ＝３ｍ ｎｍ ｎＡ ＝１４ｃ Ｔ＝６ ５℃ ， ｇＬ Ｗｚ ｒ ｉ， Ｗ ／ ． ｍ， ．
（ ． 尔滨 工业 大学 １哈 市政 环境 工程 学院 ，黑龙 江 咯 尔滨 １０９ ２ 深华房地 产 开发 有 ５００ ．
限公 司，广 东 深圳 ５ ８ ０ ） １ ０ ２
摘
要 ： 所开发 的 内循 环连 续式砂 滤器利 用微絮 凝过 滤技 术 ， 用体 内循环洗砂 系统进行连 采
续过滤、 反冲洗。对影响内循环连续式过滤器效率的工作参数进行 了研究， 同时就滤前水处理情况
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２ ０ ｌ１ ０ ２ Ｖ０ ｌ８ Ｃ ＮＡ ＡＴ ＨＩ Ｗ ＥＲ ＆ Ｗ ＡＳ ＴＥＷ ＡＴＥＲ ＮＯ １ ．
内循环连续式砂滤器 的微絮凝过滤试验
陈志 强 吕炳 南 温 沁 雪 冯 令 艳 李 武 ， ， ， ，
连续 式砂滤 器是 近年 来 国外研 制 成功 的一种新 ０ ８ｍ。砂滤 器的构造 见 图 ２ ． 。
型一体化水处理设备 ， 它省略了常规净水工艺中的 反应 、 沉淀工段 ， 在装置中完成絮凝 、 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， 因此连续式砂 滤器在设 备体积上比传统 的化学
＝ ７－８ ｌ ｈ － Ｔ 。
２ １ 滤池 工作 参数的影 响 ．
① 滤料粒 径 选用 ０ ７ ． ｑ ． ～１ ０ｒｔ ｌｎ的细 砂 、 ～１ ２ ａｎ的 １ ０ ． ５ｒｒ ｌ
中砂 和 １２ ～１５Ｉ／ 的粗砂进 行对 比试 验 ， ．５ １ ＇Ｉ ￣１ 运行 ４
ｈ 后测定出水水质 ， 试验结果见表 １ 。
到一系列运行参数， 为该设备的应用创造了条件。
图 ２ 连续式砂滤器的结构
１ 试 验 流 程 及 装 置
１ １ 试 验 流 程 ．
过 滤过程 ： 经投 加 混 凝 剂 的原 水 由进 水 管 （ Ａ） 进 入 布水器装 置 （ 。在水 流从 布 水支 管 的孔 口流 Ｂ） 出后 由下而 上 通 过 滤 层 （ 的过 程 中 ， 水 中 的悬 Ｃ） 原
图 １ 连续过滤工 艺流 程圈
体化净水设备（ 专利号：１５９ ８６ ， ０ ２０ ０ ．）并在了解连 续式砂滤器工作 机理的基础上 ， 探讨了滤池工作参
一
数对其处理效果 的影响 ， 就滤料粒径 、 滤速 、 滤层厚 度、 压缩空气量 、 空气压力 、 砂循环速率 、 搅拌强度 、
反应 时间等对 出水 水 质 的影 响进 行 了定 量 分 析 ， 得
基金 项 目：黑 龙 江 省 科 委 攻 关 项 目（ ９ Ｇ － １ Ｇ ９Ｓ ）
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２０ １１ ０２Ｖ０．８
中国给水排水
Ｎ ． ｏ１
提砂管 （ ）带 动 砂滤 器 底部 的脏 砂 一 同上 升 ， Ｆ， 被提 升 的混 合物 从 提 砂管 顶 部 （ 落 人洗 砂 槽 ， Ｇ） 砂粒 则 随水流进 人 “ 错环式 ” 砂器 （ 。在过 滤 出水 与反 洗 Ｈ） 冲洗 出水 水位 差 的作用 下 ， 提砂 管 内 的气 提 水 和洗 砂器 内 的冲洗水一 同排 出滤池 。在重 力作用 下洗净 的滤料 经 布砂罩 （ ） Ｌ 循环 落 回到滤层 。
２ 影响因素分析
由于 Ｐ Ｃ具 有 强烈 的 电 中和脱 稳 能 力 及快 速 Ａ
＾／ｃｍ
的絮凝反应动力学及结 团絮凝反应特征 ， 在直接过 滤 中作 为单 一 的混凝剂对 于处 理低 浊水和 中低 浊度 水 中的有机 物是有 效的 ， 因此试 验 中采用 Ｐ Ｃ做絮 Ａ
凝剂 。
图 ４ 滤层厚度 ｈ对 出水水质的影响