1、纖維束濾料在給水濾池中的消費試驗摘要：重力式纖維束濾池與均粒濾池四年多比照性平行消費試驗證明，纖維束濾池效果理想，效益顯著，為老廠濾池的挖潛改造和新廠濾池的經濟設計，提供了可推廣和借鑒的經歷。關鍵詞：纖維束濾料給水濾池均粒濾料比照性平行消費試驗0引言自1804年英國首次記載了慢濾池和1870年在美國現出了第一座普通快濾池后，過濾技術在世界范圍內得到了迅速開展廣泛應用。而粒狀濾料作為水處理中過濾介質的核心，一百多年來一直在水處理中發揮著重要作用。濾料的作用在于具有吸附懸浮物的外表積。粒狀濾料的粒徑都是級，比外表積小，其吸附懸浮顆粒濁質和膠體雜質的性能弱，再進下進步濾后水質比擬難。濾料層的孔隙度是

2、表征其儲存所截留懸浮固體才能的。目前濾池常用的石英砂濾料的孔隙度為0.43，無煙煤為0.5。因受粒狀濾料形狀的限制也有困難。纖維球的比外表積及隙度度比擬大，脫離了傳統粒狀濾料的束縛，為改變天然濾料的形狀和特性邁出了第一步。但由于它有一個密實的纖維球心，故其仍屬于粒狀濾料的范圍。1996年二水廠進展改選，我們將4個普通快濾池反洗方式改為氣水沖洗，3個濾池的過濾介質由普通海砂改為均粒濾料，其余1個濾池改為丙綸纖維束濾料，將兩種濾料作比照性平行消費試驗。現將試驗情況介紹如下：1普通快濾池改造概況普通快濾池兩組4格，單池面積92。濾池深度4.2，濾池與清水池最高水位高差2.6，濾池最高水面與水力循環(

3、加斜管)澄清池水面落差3.4。96年改造，在原濾池主體構造、水沖洗管道系統和清水系統不變的根底上，改良濾層，增加氣洗系統。普通海砂濾料改為均粒濾料。d=0.8=1.0,k80=1.3,濾層厚度1.0。承托層厚度450。1.1設計參數濾池改造設計參數：濾速10/h，單池產水才能21603/d，過濾周期24-48h，濾前濁度小于10度。氣洗強度15-20l/(s.2)，氣洗時間3-5in。水沖強度10-151(s.2)，水洗時間5-7in。4池處理水量84603。1.2風路系統貼靠原有大阻力穿孔管配水系統上部，設豐型管路穿孔配氣系統。主管DN150，氣流速10-15/s；支管DN25，孔口氣流速2

4、0-30/s。設R223F-14.3/49型羅茨風機2臺，一用一備。單臺供氣量14.33/in，氣壓49kpa，配套電機22k。2策略式纖維束濾池重力式纖維束濾池利用普通快濾池改造而成。利用普通快濾池濾床空間，把束狀纖維懸掛在上下兩塊孔板中間。底部孔固定，上部孔板有機械調節裝置。過濾時，利用濾池中的水位由上而下的重力使濾層壓縮，纖維束濾料處于密實狀態，進步了濾層截留雜質的效能，保證了濾后水質。沖洗時，氣水由下而上地沖擊擾動，使束狀濾料處于懸浮松狀態，濾層中的吸附截留物得到洗脫。從而實現了束狀纖維濾料無序裝填過濾和有序裝填反洗的最正確狀態。機械調節裝置可根據出水水質和濾速的要求，迅速調節束狀濾料

5、的堆積密度。2.1聚丙烯纖維丙綸纖維絲的學名為聚丙烯，化學構造式為：它是不帶任何功能基團的高分子纖維材料。丙綸纖維絲的直徑為u級，其外表積遠比粒料大，易于吸附水中懸浮濁質和膠體雜質。其吸附能弱，纖維外表吸附水中懸浮濁質和膠體雜質。其吸附能弱，纖維外表吸附截留的泥渣等可用氣水洗脫掉。聚丙烯纖維的消費原料是聚丙烯樹脂，聚丙烯樹脂屬于高分子聚合物。聚丙烯纖維消費過程是高分子物理變化過程，其化學成份不發生變化。經中國預防醫學科學院環境衛生監測所對聚丙烯樹脂進展急性經口毒性試驗、蓄積性毒性試驗、Aes試驗、HL細胞染色體畸變試驗和有害物含量檢測，結果為無毒、無明顯蓄積性、無致突變性，符合我國有關食品衛生

6、標準的規定。聚丙烯纖維絲性能質地輕、強度高、彈性好、耐磨損、耐腐蝕、不吸水。做為濾水材料：具有足夠的化學穩定性，濾水過程中無有害成分溶出；反冼氣水高強度的摩擦、碰撞、剪切力不會發生破損和流失跑料；多年浸泡在水中耐久不腐。2.2氣水沖洗系統為充分利用原普通快濾池的過濾空間，保證一定的過濾深度，纖維束濾池氣路系統不另設豐型配氣管路，在池內原DN400的大阻力配水干管上開孔，直接與進池的DN150配氣干管焊接，使配氣管路系統與配水管路系統合二之一，既能氣水單洗，又能氣水混洗。2.3參數孔板選用厚度20鋼板，開孔率10%，孔徑10。根據濾池內配水干管與排水槽下緣空間深度，丙綸纖維束凈長度取1.35。丙

7、綸絲重量與濾池內纖維束濾料體積比為160kg/3。氣水沖洗強度和沖洗歷時，同改為均粒濾料的普通快濾池。2.4安裝鋼板切割分塊鉆孔后，底層孔板緊貼池底配水干管上面，程度焊接為一整塊，程度誤差小于5。孔板與池底、池壁固定牢靠，以防沖洗時松動上福孔板與四周池壁縫隙，擠壓木條后用水泥砂漿抹嚴。上層孔板預留人孔。吊入池內焊接成一整塊后，吊起暫作固定，由人孔進入，按序懸掛束狀纖維濾料，完畢封閉人孔。最后在池上安裝機械調節裝置，用以調節上層孔板。3效果分析3.1水質經分別試驗，纖維束濾池上部設機械調整裝置和孔板，不設機械調整裝置只設孔板，不設調整裝置和孔板，三種型式的濾后水質沒有明顯區別。3.1.1渾濁度1

8、996年1999年，濾前水、均粒濾池和纖維束濾池濾后水濁度指標的檢測統計，冬季13月和11月、12月5個月冰封期間，水庫存原水濁度7-9度，經過澄清池自然沉淀，濁度降至57度，均粒濾池的去濁率為3653%，纖維束濾池的去濁率為6878%，纖維束濾料比均粒濾料的去濁率高4754%。投絮凝劑期間，均粒濾池的去濁率為6675%，纖維束濾池的去濁率為7887%，纖維束濾料比擬粒濾料的去濁率高4752%。見表1：9699年濾池除濁比照性平行消費試驗統計表。濁度儀為無錫市光明濁度儀廠產STE-A12型濁度儀，濁度標準液為硅藻土配制9699年濾池除濁比照性平行消費試驗統計表表1月份濾前水(水)均料濾后水(度

9、)均料除濁率(%)纖料濾后水(度)纖料除濁率(%)纖料比均料進步率(%)13.21.7470.8755323.01.6470.8735033.12.0361.0685049.03.1661.6824858.22.1751.1874868.72.9671.4845277.13.0581.6784788.62.4721.2865097.42.1721.18548106.92.6621.38250116.13.2531.77247125.42.6521.27854累計平均6.732.44641.2382503.1.2水質其它指標由于纖維束濾料除濁率高于均粒濾料，經對纖維束濾池的濾后水作常規化驗，氨氮

10、、亞硝酸鹽氮含量比均粒濾料低2025%，鐵、錳低2030%。耗氧量和微生物等指標，也均有降低。見表2：濾池水質常規檢測數據。濾池水質常規檢測數據表日期濾池濁度(度)PH值氨氮(g/l)亞硝酸鹽氮(g/l)耗氧量(g/l)總硬度(g/l)鐵(g/l)錳(g/l)細菌總數(個/l)大腸菌群(個/1)2000年4月3日均粒2.66.50.890.131.64640.150.06213纖維1.46.50.700.101.44500.130.041532000年5月8日均粒3.06.40.560.091.60560.180.05103纖維1.56.40.420.071.28480.150.0463200

11、0年6月5日均粒2.96.30.380.101.76450.210.0773纖維1.56.30.310.851.52380.170.05232000年7月3日均粒2.46.40.280.121.84520.160.06113纖維1.16.40.210.101.60460.130.04633.2濾速、過濾周期、濾水量、水頭損失在一樣工況下，纖維濾料和均粒濾料濾池歷經4年雨季高濁期和冬季低溫低濁期的消費運行，纖維束濾池的濾速、過濾周期、濾水量和水頭損失等運行參數，均優于均粒濾料濾池。詳見表3：濾池運行參數測定數據。濾池運行參數測定數據表3均粒濾池纖維濾池纖維與均粒比擬率(%)濾前平均濁度(度)6.

12、76.7濾后平均濁度(度)2.41.2降低50%平均濾速(/h)8.511.5進步35%過濾周期(h)2632延長123%周期產水量(3/2)221368進步67%初始水頭(H2)0.90.6降低33%期終水頭(H2)2.01.6降低20%單池水洗歷時(in)58增加60%單池水洗耗量(3/次)33.854增加60%均時濾水量(3/2)8.311.3進步36%單池氣洗歷時(in)35進步67%單池氣洗耗量(3/次)28.447.3增長67沖洗耗水率(%)1.431.43相等3.3過濾性能過濾性能指數(S)是綜合評價濾池過濾性能的指標。S=(-)VT/H式中：-過濾周期內平均進水濁度(g/l);

13、-過濾周期內平均出水濁度(g/l)；V-過濾周期內平均濾速(/h)；T-用水質指標控制的過濾周期(h)H-過濾周期內水頭損失增量；H-濾床期終水頭損失()H-濾床初始水頭損失()。經計算，均粒濾料S為664kg/，纖維濾料的S為2024kg/3，纖維濾料池比均粒濾料池高3倍，說明纖維束濾料的過濾性能優于均粒濾料。4、效益分析4.1經濟效益4.1.1冬季低溫低濁期間樺甸市地處吉林東南高寒山區，年平均氣溫3.9，最低氣溫-45。冬季水溫0-2，水庫原水濁度7-9度，低溫低濁期達5個月之久。在此期間，原水經澄清池自然沉淀后，濾前濁度57度，均粒濾池去濁率36-53%，不加絮凝劑濾后濁度難以到達3度以

14、下。纖維濾池去濁率68-78%，不加絮凝劑濾后濁度可達3度以下。冬季低溫低濁期間，二廠絮凝劑液體聚和鋁投量需要15g/l，液體聚和鋁含運費單價1400元/t，每3水費用0.021元，5個月藥劑費為4.725萬元。加藥泵功率0.75k，動力費0.34元/(k.h)，5個月為918元。按三班8小時，每周5天工作制計算，含串休三班需要5人，月人均工資按600元計，5個月為1.5萬元。以上三項費用6.3168萬元，采用纖維濾料可減少這筆費用。4.1.2產量和收入纖維濾池速較均粒濾池進步35%，過濾周期延123%，濾水量增加36%，每年可增加水量192萬3。按樺甸城區目前綜合水價并剔出35%的產銷差，每

15、年水費收入增249.6萬元。4.1.3均粒濾料直接費濾料按福建晉江購貨，濾料銷售費、包裝費、產地短途運費、鐵路運費和水廠短途運費，每3均粒濾料928.7元，每3卵石1130.3元。濾床承托層厚度0.45，濾料濾層厚度1.0，折算承托層用量0.453/2，濾層用量1.683/2，含濾池出砂和鋪砂人工費，普通快濾池更換一次每2濾池直接費為1524元。4.1.4纖維濾料直接費按只裝底部孔板，上部為無調節裝置與孔板的堆積式纖維濾池計算，聚丙烯材料費、汽車運輸費、纖維加工費、孔板材料費、孔板切割鉆孔費、零星購件費、短途裝運和安裝費，每2纖維束濾料濾池直接費為5419元。4.1.5費用比擬聚丙烯纖維濾料使

16、用年限可達15年，按使用周期10年計算。10年均粒濾料需要更換3次，每2直接費為4572元，比纖維濾料低847元。按二廠目前消費規模計算，10年纖維濾池冬季減少支出63.168萬元。上兩項費用比擬，纖維濾池節節省資金63.833萬元。按水費價格不上調考慮，10年增加消費收入2496萬元。此三項費用為2182萬元，即纖維濾池10年可獲得經濟效益2559萬元。4.2社會效益束狀纖維軟性濾料代替粒狀濾料應用于普通濾池，打破了重力式濾池一直用粒狀濾料的傳統觀念，創始了城市給水濾池使用束狀濾料的先例，消費試驗4年之久，效果顯著，并已獲得了國家專利權。纖維束濾料防止了粒狀濾料的粒徑不能進下縮小的限制，使濾

17、料的直徑到達了級，大大增加了濾料的比外表積，使其到達了30002/3，增加了水中懸浮固體與濾料的接觸時機和濾料的吸附才能，從而進步了濾后水質，束狀纖維濾料的孔隙度大于0.9，不增加過濾阻力就能增加截污容量，而且濾速高，過濾周期長，為老廠濾池的挖潛改造和新廠濾池的經濟設計，提供了可推廣和借鑒的經歷。纖維濾料使用周期10年以上，防止了海砂濾料經常填補和定期更換的費事，減少了工人勞動強度和停水檢修的時間。5結語采用氣水沖洗的均粒濾池由于汲取了法國V型濾池的優點，目前已為國內許多水廠所采用。運行證明，效果甚佳。但氣水沖洗的纖維束濾池的過濾指數尚優于均粒濾濾池。如能采用纖束濾池過濾技術，可獲得更加顯著的技術經濟效益和社會效益。江河湖泊水庫存水低溫低濁的凈化處理目前仍是一個難題。4年之久的消費試驗證明，氣水沖洗纖維束濾池對東北低濁水的處理，不失為一種有效、經濟、可行的方法，值得進一步研究和推廣。重力式纖維束濾池由于濾后水質好，有利于進步人民生活質量和工業產品質量，有利用于實現我國城鎮供水行業2000年技術進步規劃