1、連續(xù)砂濾技術(shù)簡介東北石油大學(xué)聚三元環(huán)保科技開發(fā)有限公司2014.11一、連續(xù)砂濾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀砂濾是以天然石英砂等過濾介質(zhì)（濾料）形成砂床截留污水中的顆粒、懸浮 物、有機(jī)物等雜質(zhì)，使污水凈化和澄清的過濾技術(shù)。1829年，世界上第一個(gè)慢 速砂濾池在英格蘭建造成功，是過濾技術(shù)用于現(xiàn)代水處理工程的開端c砂濾裝置、 設(shè)備從最開始的慢速砂濾池，逐漸發(fā)展成快速砂濾池、雙層濾池、多層濾池、壓 力過濾器、砂濾棒過濾器等。但是，這些過濾技術(shù)都存在一個(gè)反沖洗的問題，過 濾過程間歇不連續(xù)。為提高過濾效率，連續(xù)式砂濾器應(yīng)運(yùn)而生。1974 年瑞典 Axel Johnson 研究所 Dr.Hans F.Larsson 和

2、Mr.Ulf Hjelmner 提 出了單獨(dú)對吸附飽和濾料進(jìn)行清洗的想法，解決了對濾料有效清洗及再生和防止 過濾后的水與反洗水相混合這兩個(gè)關(guān)鍵問題，從此誕生了第一臺(tái)連續(xù)式砂濾器。 目前，連續(xù)式砂濾器已經(jīng)被廣泛用于全球各地。國外許多環(huán)保公司大批量生產(chǎn)的 砂濾器，如美國的Parkson公司生產(chǎn)的DynaSand連續(xù)式砂濾器，瑞典Waterlink 公司的活性砂過濾器日本日立化成公司研制的連續(xù)式砂濾器國內(nèi)也有很多公 司研制成功了一系列砂濾器產(chǎn)品，如遼寧大連涌清環(huán)保設(shè)備有限公司開發(fā)的連續(xù) 反沖洗砂濾機(jī)，山東德州市德天環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)的連續(xù)砂濾機(jī)等。但上述 連續(xù)砂濾器多應(yīng)用于生活污水、化工廢水以及電

3、廠廢水等。我公司多年一直從事含油污水過濾設(shè)備的研制開發(fā)，針對含油污水水質(zhì)特性的改變以及壓力過濾器在運(yùn)行中出現(xiàn)的種種問題，自2003年就開始了將連續(xù)砂 濾技術(shù)用于含油污水處理的試驗(yàn).經(jīng)過多年來的室內(nèi)及現(xiàn)場應(yīng)用試驗(yàn)，將常規(guī)連 續(xù)砂濾器內(nèi)部的砂濾料循環(huán)再生裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)改進(jìn)，最終研制出適用于含油 污水處理使用的連續(xù)砂濾器。二、連續(xù)砂濾裝置結(jié)構(gòu)及工作原理1連續(xù)砂濾器的結(jié)構(gòu)念水ut 口»冼鄉(xiāng)遲凈水岀CJ 污水I圖1連續(xù)砂濾器結(jié)構(gòu)連續(xù)式砂濾器其結(jié)構(gòu)主要有：原水進(jìn)口 j）進(jìn)水管2,布水器.其下還有導(dǎo)流砂錐.砂濾器筒體內(nèi)充滿了過濾介質(zhì)，形成了砂床（即濾層），過濾后的 凈水（濾液）通過溢流堰經(jīng)凈水出

4、口排出；而位于砂濾器底部的污砂在泵 或空氣壓縮機(jī)等動(dòng)力源的作用下通過提砂管7提至上部的洗砂器9污水通過 污水口排出砂濾器。上述砂濾器結(jié)構(gòu)提砂系統(tǒng)位于砂濾器內(nèi)部，屬于內(nèi)循環(huán)式砂 濾器，現(xiàn)行砂濾器還有提砂系統(tǒng)位于砂濾器的外部的外循環(huán)式砂濾器，便于觀察 提砂狀況。還有一些砂濾器的洗砂裝置也在砂濾器體外。不同的砂濾器在布水器、 洗砂器、導(dǎo)流砂錐等結(jié)構(gòu)上有所不同，但基本結(jié)構(gòu)和原理均如上所述。2、連續(xù)砂濾器工作原理砂濾器的運(yùn)行過程可以分為原水過濾和過濾介質(zhì)的清洗再生兩個(gè)過程兩者 同時(shí)進(jìn)行而又相對獨(dú)立。它們分別在同一砂濾器的過濾系統(tǒng)、提砂洗砂系統(tǒng)內(nèi)完 成，過濾的動(dòng)力依靠泵的提升，而濾料清洗和再生則依靠壓縮空

5、氣完成。2.1原水過濾當(dāng)原水由由提升泵泵入砂濾器內(nèi)，由進(jìn)水管進(jìn)入砂濾器底部的布水器進(jìn)行分 配布水，經(jīng)導(dǎo)流砂錐均勻的由下向上逐漸逆流經(jīng)過濾床.原水中的懸浮物、顆粒 等雜質(zhì)不斷被截留、吸附，最終過濾后的凈水（濾液）從砂濾器頂部的溢流堰排 出，完成了過濾過程。圖2（a）為原水過濾示意圖：2.2過濾介質(zhì)的清洗和再生隨著過濾的不斷進(jìn)行，原水中的懸浮物、顆粒等雜質(zhì)也不斷的累積并被截留 在濾層當(dāng)中，而截污量最大的是底部的過濾介質(zhì)（濾料）。在過濾的同時(shí)，提砂 裝置首先將底部污砂（濾料）通過提砂管分批定量提送至頂部的砂水分離器中， 空氣通過排氣閥排放，水和污砂再進(jìn)入相連的洗砂器中清洗，洗砂后的污水由單 獨(dú)的管道

6、排放，經(jīng)清洗再生后的干凈濾料由于比重相對較大，又重新落回并散落 分布到砂濾器整個(gè)砂床表面，而與濾料分離的比重相對較小懸浮物、顆粒等雜質(zhì) 被水流攜帶到污水管道并流出砂濾器進(jìn)入沉降池，經(jīng)沉降后進(jìn)入下一工藝流程, 繼續(xù)下一次循環(huán)過程J這樣就完成了濾料的清洗和再生。砂濾器的過濾過程和濾料的清洗再生過程同時(shí)進(jìn)行，互不干擾，沒有反沖洗 等操作，過濾過程未被打斷，實(shí)現(xiàn)了過濾過程的連續(xù)不間斷.提高了過濾效率, 是砂濾器歷史上的一次革命。圖2(b)為過濾介質(zhì)清洗的再生示意圖。圖2連續(xù)砂濾工作原理示意圖3、工藝流程簡述污水站內(nèi)兩級(jí)沉降罐出水經(jīng)提升泵將污水提升至連續(xù)自動(dòng)砂濾器內(nèi)部進(jìn)行 過濾，在連續(xù)砂濾器的進(jìn)口處增設(shè)

7、微絮凝工藝，即在進(jìn)口端投加少量高效絮凝劑, 通過絮凝劑的吸附架橋做用，增大污水中細(xì)小頰粒雜質(zhì)的粒徑，使污水中微細(xì)顆 粒雜質(zhì)更易被濾床吸附攔截，完成污水凈化。濾后水自流至濾后水罐，同時(shí)洗砂 污水排入污水回收池；空氣壓縮機(jī)工作產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過空氣緩沖罐進(jìn)入空氣干燥器進(jìn)行空氣干燥處理，然后分別供給提砂器及洗砂氣浮。其工藝流程如圖3連續(xù)門動(dòng)砂濾器供氣系統(tǒng)流計(jì)壓力衣-o O-空氣空氣 空氣干燥器緩沖鑼床縮機(jī)所不：出水排污進(jìn)水圖3連續(xù)砂濾器工藝流程圖4 工藝參數(shù)型號(hào)含聚污水洼續(xù)砂濾罐-JSLF-4.0處理量（m3/h）W80濾速(m/h)W6工作溫度（C。）0-45排污量（m7d）W處理量的5-10%砂

8、循環(huán)速率（mm/min）3-6mm/min洗砂周期（h）6-10h水頭損失（MPa）W0.08濾床高度（mm）M2000壓縮空氣壓力（MPa）二2耗氣量（m7h）1-2三、連續(xù)砂濾技術(shù)特點(diǎn)丄、連續(xù)砂濾裝置特點(diǎn)連續(xù)砂濾器在現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用中，通過不斷的優(yōu)化完善，具有如下優(yōu)點(diǎn)： 對污水的適應(yīng)能力較強(qiáng)，出口水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)； 過濾與反沖洗同時(shí)運(yùn)行，無需停機(jī)，反沖洗系統(tǒng)功率小，取消了反沖洗 水罐縮小了回收水池容積； 由于濾料始終保持清潔狀態(tài)，因此濾料無板結(jié)、跑料現(xiàn)象濾床無堵塞， 憋壓現(xiàn)象；在濾前水水質(zhì)變化較大時(shí)，出水水質(zhì)仍比較穩(wěn)定； 濾料再生效果好； 無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作維護(hù)點(diǎn)少，使用壽命較長。連續(xù)式砂濾器的優(yōu)點(diǎn)

9、是顯而易見的，但在應(yīng)用過程當(dāng)中也并不是完美無瑕 的，同樣存在一些問題和缺陷： 罐體過高.雖然占地面積不大，但占地空間相對較大； 過濾精度相對偏低。由于是移動(dòng)床，過濾精度不如固定床。 提砂管磨損較重需定期更換。更換過程相對繁瑣； 破碎濾料和比重較大雜質(zhì)難以清除。5連續(xù)砂濾器需經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員調(diào)試后，方能運(yùn)行平穩(wěn)。®單罐投資成本高.整站應(yīng)用投資總成本較低。2、連續(xù)砂濾器與普通過濾器對比連續(xù)砂濾器與普通壓力過濾器從以下幾點(diǎn)比較，具體見下表：表1連續(xù)砂濾器與普通壓力過濾器的對比過濾類型壓力過濾器連續(xù)過濾器過濾形式下流式壓力過濾上流式常壓過濾濾料石英砂或雙濾料單一均質(zhì)砂濾料濾床高度1.2m2.5

10、m濾床形式固定床移動(dòng)床濾罐高度5.8m8.5m濾速8m/h8m/h反洗水泵及水罐而安不需要反洗流程定時(shí)反洗持續(xù)，與過濾同時(shí)進(jìn)行過濾連續(xù)性不連續(xù)連續(xù)氣源無有操作維護(hù)點(diǎn)多少過濾精度較高相對較差，需配合微絮凝+氣浮流速恒定性過濾周期內(nèi)逐步降低恒定反洗水量5-10%處理量5-10%處理量過濾水頭損失0.05-0.4MPa0.05-0.15MPa出水水質(zhì)穩(wěn)定性反洗前后有波動(dòng)較為穩(wěn)定無波動(dòng)、連續(xù)自動(dòng)砂濾器工藝流程圖連續(xù)自動(dòng)砂濾器與常規(guī)壓力濾罐相比，在投資方面節(jié)省了反沖洗水罐并減小 了反沖洗管線的管徑，減少了反沖洗管線、閥門及機(jī)泵功率，進(jìn)、出水閥門為減 化為普通手動(dòng)閥門，無需電動(dòng)閥；在運(yùn)行方面，由于連續(xù)自動(dòng)砂濾器的連續(xù)反洗, 因此不存在跑料、板結(jié)等現(xiàn)象并且出水水質(zhì)穩(wěn)定，不存在壓力濾罐集中反沖洗 時(shí)造成水質(zhì)波動(dòng)較大的情況；進(jìn)水升壓泵揚(yáng)程低，節(jié)省投資，降低能耗。四、應(yīng)用前景連續(xù)砂濾器具有過濾效率高、濾料再生效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、操作簡單、 維護(hù)