摘要：纖維束濾料與均質(zhì)石英砂濾料相比，纖維束濾料在過濾速度、截污容量、過濾精度、過濾周期等方面均有明顯的優(yōu)勢。中試試驗(yàn)結(jié)果表明纖維束濾料過濾技術(shù)對濁度的去除效果更好，初濾水更容易穩(wěn)定，并可有效減少占地面積。當(dāng)濾速為16m/h時(shí)，纖維束濾料過濾出水濁度可達(dá)0.2NTU以下。

從20世紀(jì)80年代到現(xiàn)在，纖維束濾料過濾技術(shù)從研究到工程應(yīng)用已有二十多年時(shí)間。在國外，以纖維束為濾料的濾器由于方案不夠理想或其它原因至今未見推廣應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。在我國，纖維球過濾器和纖維束過濾器卻早已進(jìn)入實(shí)用化階段。

纖維束過濾器是一種結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)良的過濾設(shè)備。它采用高科技手段，用纖維束軟填料代替石英沙濾料，成功地解決了石英砂濾料等顆粒狀濾料在過濾和清洗過程中存在的各種問題：如水流阻力大，流速慢，易污染，板結(jié)，不易清洗，易跑砂等缺陷。纖維過濾器具有水流阻力小，流量大，過濾精度高，易清洗，不易污染等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過濾。纖維束過濾器的誕生，取得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，已被廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、造紙、紡織、食品、自來水、游泳池等各種工業(yè)用水和生活用水及其廢水的過濾處理，逐步成為石英砂濾料等顆粒狀濾料過濾器的換代產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置及工藝流程

試驗(yàn)于2006年11月~2006年12月在某石化水廠進(jìn)行。試驗(yàn)裝置采用鋼制，且形狀、尺寸相同的纖維濾池和均質(zhì)濾池。

濾前水為澄清池出水，由提升泵分別提升至纖維濾池和均質(zhì)濾池中，經(jīng)濾池過濾后自流進(jìn)入清水池中。當(dāng)清水池中清水至高位時(shí)，池中的液位控制發(fā)出信號，反洗水泵（兼作清水泵）將清水提升至南進(jìn)水渠中。當(dāng)纖維濾池需要反洗時(shí)，手動啟動反洗水泵1或反洗水泵2，并手動啟動羅茨風(fēng)機(jī)，通過旁通閥調(diào)整風(fēng)量后進(jìn)行氣水反沖洗，反沖洗水排至北排水溝。當(dāng)砂濾池需要反洗時(shí)，手動啟動反洗水泵1和反洗水泵2（同時(shí)啟動），并啟動羅茨風(fēng)機(jī)，通過旁通閥調(diào)整風(fēng)量后進(jìn)行氣水反洗，反洗水排入北排水溝。

中試系統(tǒng)總設(shè)計(jì)處理水量為200m²/h，其中砂濾池處理水量為100m³/h，設(shè)計(jì)濾速為8m/h，平面凈尺寸為1.6m×4.2m（共兩格），其中水反洗強(qiáng)度為10L/sm²，氣反洗強(qiáng)度為16L/sm²；纖維濾料濾池處理水量為100m³/h，平面尺寸為1.6m×4.2m（一格），濾速為16m/h，其中氣反洗強(qiáng)度為80L/sm²，水反洗強(qiáng)度為8L/sm².工藝流程見圖1。

1.2 進(jìn)水水質(zhì)

試驗(yàn)原水為石化水廠澄清池出水，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 中試進(jìn)水水質(zhì)

2 結(jié)果與討論

2.1 濾速的對比

圖2為出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速與均質(zhì)濾池濾速的對比。當(dāng)纖維濾池濾速為20m/s，均質(zhì)濾池濾速為8m/s時(shí)，出水濁度在0.15NTU左右。這表明，當(dāng)出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速是均質(zhì)濾池濾速的2.5倍。從而可以看出，纖維濾池平均濾速和納污量均遠(yuǎn)大于均質(zhì)濾池。

圖3為纖維濾池濾速為16m/h，均質(zhì)濾池濾速為8m/h時(shí)，出水濁度的對比。由圖3可以看出，當(dāng)纖維濾池濾速為16m/h時(shí)，出水濁度低于0.1NIU，均質(zhì)濾池濾速為8m/h時(shí)，出水濁度在0.1NTU以上，有時(shí)能達(dá)到0.2NIU。這主要是因?yàn)槔w維濾池過濾時(shí)，濾層被壓實(shí)，使濾層孔隙度沿水流動方向逐漸縮小，密度逐漸加大，相應(yīng)濾層孔隙直徑逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了理想的深層過濾。

2.2 過濾初期出水濁度變化

圖4為纖維濾池和均質(zhì)濾池在不同初始濾速下的初期濾出水濁度變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，纖維濾池在初始濾速為16m/h時(shí)可使初濾水在6min內(nèi)降至0.2NTU以下，且在過濾周期內(nèi)濾出水濁度可穩(wěn)定在0.1NTU以下，說明纖維濾池的過濾穩(wěn)定性好，而均質(zhì)濾料濾池在初始濾速為8m/h時(shí)，初濾水濁度和周期內(nèi)出水濁度都不及纖維濾池。這是由于纖維濾料易于壓縮，加之纖維濾料的均勻致密性、巨大的比表面積和良好的吸附性能，從而縮短了濾床的成熟期，保證了初濾水在很短的時(shí)間即可滿足出水要求。

2.3 對有機(jī)物的去除效果

圖5為纖維濾池和均質(zhì)濾池出水CODmn的去除效果的比較。從圖5可以看出，纖維濾池和均質(zhì)濾池對有機(jī)物的去除都很少。分析認(rèn)為，過濾只能去除附著在懸浮顆粒上的有機(jī)物，對溶解性有機(jī)物的去除效果較差，而懸浮顆粒在澄清池中已得到較大的去除，故過濾過程對有機(jī)物的去除效果較差。

3 結(jié)語

(1)纖維束濾料過濾出水水質(zhì)好，優(yōu)于均質(zhì)石英砂濾料過濾。纖維束濾料過濾出水濁度能控制在0.1NTU，而均質(zhì)石英砂濾料過濾出水濁度在0.2NIU左右。

(2)纖維束濾料過濾濾速大，納污量大。當(dāng)出水濁度相近時(shí)，纖維濾池濾速是均質(zhì)濾池濾速的2.5倍。

(3)纖維濾池的初濾水水質(zhì)好于均質(zhì)濾池，出水穩(wěn)定性好。

由以上結(jié)論可以看出，纖維束濾料過濾與均質(zhì)石英砂濾料過濾相比在出水指標(biāo)和過濾周期上均具有明顯的優(yōu)勢。同時(shí)，由于纖維濾池濾速的特點(diǎn)，其占地面積僅為均質(zhì)濾池面積的一半，因此具有巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。