污水处理滤池的类型和应用

随着工业的加速发展，污水处理成为了一个重要的环保问题。污水处理中的过滤技术是其中的重要环节之一。过滤是指通过一定的方法或手段，将污水中的杂质、悬浮物、微生物等有害物质从水中分离出来，以达到净化水质的目的。

污水处理中的过滤技术主要包括物理过滤和生物过滤两种方式。物理过滤是通过过滤器、格栅、沉淀池等设备，将污水中的大颗粒物质、悬浮物、沉淀物等物质分离出来，以达到初步净化的目的。生物过滤则是通过生物反应器、生物膜等设备，利用微生物的代谢作用，将污水中的有机物质、氨氮等物质分解为无害物质，以达到深度净化的目的。本文今天着重介绍物理过滤技术。

在物理过滤中，过滤器是最常用的设备之一。过滤器通常由滤料层、支撑层、进出水管道等组成。污水从进水管道进入过滤器，经过滤料层的过滤作用，将污水中的悬浮物、微生物等物质分离出来，而清洁的水则从出水管道排出。过滤器的滤料可以是石英砂、活性炭、陶粒等材料，不同的滤料可以适用于不同的水质和处理要求。

在类型上滤池大体分为两大类，即自上向下流动的重力式过滤池和自下向上流动的上向式过滤池，及另外一些其他类型的过滤池。

一、滤池类型及相关参数
1、单层滤池包括砂滤池、深床滤池、均质滤池、煤滤池、硅藻土滤池、低水头滤多、移动罩滤池、无阀滤池、虹吸滤池、连续过滤滤池等。
2、多层滤池包括双层滤池、三层滤池、混合滤池、臭氧—活性炭生物滤池、陶粒滤池、煤铝滤池等。
单层滤池或多层滤池都可应用的有两级过滤滤池、直接过滤滤池、压力滤池等。
3、上向流滤池有反粒度滤池（接触滤池）、双向滤池、哈伯瑞尔滤池等。
4、其它类型滤池有水平式过滤式的幅射式滤池、磁力分离过滤器等。

二、重力式滤池

目前绝大部分水厂应用的是重力式滤池。为了结合生产实际情况，便于说明问题，现仅就几种主要常用的重力式滤池加以叙述。

1、单层重力式滤池
（1）普通快砂滤池：最普遍使用的一种滤池，也是开始有快滤池以来最先使用的滤池。这种滤池滤层(L)一般为70—90cm，粒径(d)0.45—1.0mm，有效粒径(de)约为0.5—0.55mm，均匀系数(UC)约为1.3—1.4，滤速标准为5m/h。国内曾用过较大的滤速(8—10m/h)，目前为保证水质仍以用标准滤速或稍大滤速为宜。滤池设计以L/de控制，L/de≥1000，也有用L/d控制的，L/d≥800，这样比例最为恰当。其中d=滤粒的平均粒径。
（2）深床滤池：该滤池构造与普遍快滤池相同，但只颗粒粗，滤层厚，认为滤层厚度最低应超过1.0M，其主要优点为过滤速度快、水头损失慢、过滤周期长。但由于颗粒粗，可能发生浊质漏泄的危险性大。颗粒粒径以L/d或L/de获得。L/d或L/de参数目前应用的与普通快滤池相等。认为国内提出的粗滤料滤池、均粒、均匀滤料滤池，只要是滤池在冲洗时处于流动状态的，实际上都属于深床滤池范畴。
（3）均质滤池：这种滤池的滤床从上到下，个个剖面都有大、中、小粒径的颗粒，它们各自的量相等或接近，这样它们滤床上下方向的滤料孔隙率相同，而使滤床水的流态也相同，使滤池能更好地克服表面阻塞，絮体深入滤床，以达到滤出水量多、水质的效果，为了达到上述目的，最主要的一个因素是滤床不允许膨胀或是稍有微膨胀，使其始终保持原有填料时滤床滤池的原有状态。这种滤池采用砂滤料，de=0.95－1.35mm，粒径范围0.7－2.0mm，均匀系数1.2－1.6或1.8，滤层厚度0.95－1.5m，也可再厚一些，滤速一般为8－10m/h。L/de或L/d与深床滤池相同。当前国内已有部分水厂使用，主要是由法国引入。
（4）煤滤池：这种滤池由于煤颗粒棱角多且吸附性强，所以过滤效果好，一般滤层1.8m，de=1.3mm，UC=1.5。这种滤池按道理讲也应属于粗滤料厚滤层范畴。这种滤池在美国洛杉矶已应用，其滤床深度1.8m，de=1.5mm，采用臭氧化和三氯化铁、阳离子凝聚，直接过滤，正常滤速32.5m/h，过滤周期>30h（滤前水浊度低）。
（5）陶粒滤池：这种滤池是由俄国引入到国内的。它使用的陶粒为一种多孔材料，由熔化的粘土在快速培烧时膨胀制得，一般制成5－40mm径炔状物质，然后将以上块状物加以辗碎、筛选而得。它富有棱角表面积大，及机械强度和化学稳定性都合乎标准的特性，滤池的各种指标都与一般快滤池相同，滤速可达10－40m/h。

2、双层重力式滤池
(1)双层滤料滤池：主要是煤砂双层滤料滤池，现国内外还是多数水厂应用。一般是砂粒径0.5－1.0mm，de=0.55mm，UC=1.3－1.4，滤层厚30－40cm，煤粒径1.0－2.0mm，de=1.1-1.2mm，UC=1.3－1.4，滤层厚30－40cm，总滤层厚70－90cm，滤速一般为10－12m/h，过滤周期不超过36h。L/de≥1000或L/d≥800，效率基本是砂滤池效率的一倍，水头损失也小，过滤周期也比较小。该滤池煤滤料货源易得，控制方便，国内个别地方有煤滤料流失较多现象。2000年技术进步发展规划推荐为首先考虑使用的滤池之一。
(2)三层滤池：滤料为煤、砂、石榴石，粒径分别为0.8－2.0，0.5－0.8，0.25－0.5mm，总厚度为75cm，三者厚度分别占60－65%、25－45%、5－10%，为42、23.7cm，滤速在初滤时可为一般快滤池的3倍，煤砂双层滤池的2倍。但随后滤速降低，此种滤池过滤周期较短。根据有关资料称，其总滤出水量不及双层滤池，且滤层有阻塞现象，石榴石价格高，也有流失情况。
(3)混合滤料滤池：这种形式的滤池是由混合在一起的滤料组成。滤料亦为煤、砂、石榴石，所占滤层比例为60%、30%、10%，配比为煤1－2mm，60cm砂0.6－0.8m/m，22.5cm；石榴石0.4－0.8mm，7.5cm，总厚度90cm，三种滤料掺合在一起，但上层煤粒多、中层砂粒多、下层石榴石多，其L/d或L/de与双层滤池相同。这种类型不是三层滤池。据报告称它截污强，效果比三层滤池好，曾与双层滤池做过对比试验，在效果上各有优点，实际上相差无几。
(4)两级滤池：这种处理方式为只用滤池，而不需要正式沉淀池，第一组为粗滤池，第二级为煤砂双层滤池。两级滤池分为两种类型。第一种类型为处理浊度大、水质不好的原水的，流程为原水一闪烁混合－絮凝－短时简易沉淀－第一级过滤－第二级过滤。这种类型的第一级滤池滤料de=6－20mm、厚度550－750mm。第二种类型为处理一般水质浊度不大的原水的，流程为原水－闪烁混合－第一级过滤－第二级过滤，这种类型的第一级滤池滤料为3－5mm，厚度1500－2500mm。两者的第一级滤池滤速皆可达到25－40m/h。这两种滤池的第一级滤池因所用滤料直径不易反冲，通常用气水冲洗。第二级滤池因为是煤－砂双层滤池，滤速通常为8m/h或多些。现在这种滤池在国外引起使用兴趣，国内还不多见。
(5)臭氧－生物活性炭滤池(O3+BAC)：此种滤池是利用活性炭的吸附量并采用臭氧消毒的技术。试验表明如果水中含有充分的溶解氧，活性炭滤床有细菌孳生，产生生物活性，使得以去除水中有机物。在活性炭前加臭氧，增加生物活性炭活性。O3+BAC有着大量去除合成和天然有机物、溶解无机物及铁、锰、味、嗅的效果。生物活性炭滤池比活性炭滤池使用寿命增加2－9倍，O3+BAC滤池使用寿命更长，一般一次可使用5年。O3+BAC受活性炭滤层厚度、温度及去除氨氮的影响。不足处是生物膜由滤料中脱落，有进入清水库中的可能性，对水质有损害。O3+BAC煤一砂双层滤池的滤层、滤料尺寸等都与双层煤－砂滤池相符。

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