摘要：近年米，彗星式纖維束濾池技術在凈水處理系統中得到了廣泛應用。陜西渭河煤化工集團有限責任公司3期凈水處理系統采用孔室旋流加隔板回流組合型反應池、斜管沉淀池、新型D型濾池組成為主體的處理工藝處理，出水水質穩定，保證了生產裝置的工業用水需求，從而創造了良好的經濟和環境效益。
渭化集團公司3期原水系統于2010年10月底投入運行，設計規模為3.12×104m3/d。凈水處理裝置采用孔室旋流加隔板回流組合型反應池、斜管沉淀池、新型D型濾池組成的常規處理方法，以去除沈河地表水中所含有的泥沙、懸浮物及膠體物，使其濁度≤1mg/L；再與未經處理的白楊水源地1級加壓泵站來的地下水，在清水池中按1:1比例混合，混合水再通過441C加壓泵送往各給水管網。本文以渭化集團公司新型D型濾池為例，對該過濾技術進行了深入探討，為其今后工程應用提供了可推廣和借鑒的經驗。
1 新型D型濾池的優點
新型D型濾池是一種在V型濾池結構基礎上改進，并以新型慧星式纖維濾料為技術核心的結構先進、性能優良的重力式濾池。新型慧星式纖維濾料是在傳統彗星式濾料結構基礎上改進的更加科學的過濾體。適用于中、小型給水及污水深度處理系統，近年來被廣泛應用于各種凈水處理和工業廢水的深度過濾處理單元，是石英砂等顆粒狀濾料濾池的更新換代工藝。
新型D型濾池在原水預處理處理的工藝中，運行穩定，出水水質良好，并有一定的抗沖擊負荷能力。新型D型濾池的濾速大約是砂濾的2~3倍，在工業用水緊張的實際情況中，相對其它濾池有比較大的優勢。
2 凈水系統設計進出水的水質
根據渭化原水水源及工業用水的實際要求，渭化集團3期凈水處理系統進、出水水質指標見表1。
表1 設計進水、出水水質
| 項目 | 進水水質 | 出水水質 |
| 濁度/NTU | ≤20（短期≤30） | ≤1（進出濁度≤30時，出水濁度≤2） |
3 凈水處理系統工藝流程
渭化集團3期凈水系統是配套雙醋項目的生產供水、循環水補充水、消防用水建設的。考慮到生產用水出水水質要求嚴格等因素，決定選擇孔室旋流加隔板回流組合型反應池、斜管沉淀池、新型D型濾池的組合工藝。圖1所示為該凈水處理系統工藝流程圖。
該凈水處理工藝結合混凝劑、混凝劑及消毒劑的投加，主要去除沈河地表水中所含有的泥沙、懸浮物及膠體物。
4 新型D型濾池結構組成及工作原理
新型D型濾池由池體、濾料、濾板、布水系統、布氣系統、濾料密度調節裝置、管道、閥門、反洗水泵、反洗風機、電氣控制系統等組成。采用彗星式纖維束濾料作為濾元，其濾料直徑可達幾十微米甚至幾微米，屬微米級過濾技術（砂濾屬毫米級），具有比表面積和表面自由能大、過濾阻力小等特點，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料的吸附能力，大大地提高了過濾效率和截污容量。新型D型濾池運行時，纖維密度有一定的濾層壓縮量，使濾層孔隙度沿水流方向逐漸縮小，密度逐漸增加，相應濾層孔隙直徑逐漸減小，實現了理想的深層過濾。當濾層達到截污容量需清洗再生時，彗星式纖維束濾料在氣水脈動作用下即可方便地進行清洗，達到有效恢復纖維束濾料過濾性能的目的。濾層的加壓及放松過程無需額外動力，均可通過水力自動實現。
新型D型濾池工藝簡圖如圖2所示。
對濾料的清洗采用水洗—氣水合洗—水洗的工藝，具有清洗效率高、無需藥劑浸泡清洗、自耗水量低等優點。濾層在反沖洗水的作用下被充分放松，纖維束濾料恢復到松弛的舒展狀態，在氣水混合擦洗的作用下，將過濾截留下的污染物從濾層中洗脫并排出，使濾料恢復過濾性能。
5 新型D濾池的技術性能參數
新型D型濾池設計進水量為0.36m3/s，設計濾速為17.4m/h，強制濾速為20.8m/h，主要性能參數詳見表2。
表2 新型D型濾池性能參數表
| 濾池格數（格） | 4 |
| 反洗水強度，L/s·m2 | 6 |
| 清洗空氣強度，L/s·m2 | 30 |
| 截污容量，kg/m2 | 15-35 |
| 濾前水濁度/NTU | ≤10 |
| 濾后水濁度/NTU | ≤1 |
| 清洗水壓力/Mpa | 0.1-0.15（濾池反洗入口） |
| 清洗空氣壓力/Mpa | 0.05 |
| 清洗時間/min | 15-20 |
| 反沖洗方式 | 水-氣水-水 |
濾池分為4格，池體為鋼混結構，為2層建筑。反沖洗采用獨立氣水分配系統，布水布氣系統為穿孔管形式，反沖洗方式還可根據現場實際情況靈活調整。
反洗氣：BK7018型羅茨風機2臺（1用1備），為濾池反沖洗提供氣源。單臺風機Q=35.5m3/min，風壓0.051MP，電機功率Pe=45kW，采用單獨控制，兩臺風機能夠相互切換，輪番啟動，互為備用，即連續兩次反洗采用不同反洗風機；當1臺風機故障，自動切換到另1臺風機。
反洗水：反沖洗水泵（型號200TIS250B）2臺（1用1備），為濾池反沖洗提供水源。單臺水泵Q=400m3/h，H=14m，電機功率Pe=22kW，水泵為單級泵。兩臺反沖洗水泵能夠相互切換，輪番啟動，互為備用，即連續兩次反洗采用不同反洗水泵，當1臺水泵故障，自動切換到另1臺水泵。
6 濾池的運行與控制
濾池正常工作時為全自動運行，運行采用變水位運行方式，當運行周期和運行液位達到設定值后即進行反沖洗。反沖洗分為氣沖—氣水沖—水沖洗3階段，各部分時間根據現場調試情況和進出水質進行調整。在自動運行狀態下，濾池一般根據設定的運行周期（一般為12~24h）和濾池運行液位控制反洗，2種情況的任何一種都控制濾池的運行狀況。當濾池液位到達上液位，而其它設定值未到達，濾池停止過濾進行反沖洗，反沖洗結束后濾池處于休閑狀態只有當水位到達下液位時才啟動濾池進行過濾；當過濾時間達到設定的過濾時間，而其它設定值未到達，濾池也停止過濾進行反沖洗，反沖洗結束后濾池處于休閑狀態只有當水位到達下液位時才啟動濾池進行過濾。每次只能反洗1格濾池，依次輪流逐格反洗。反洗風采用羅茨風機反洗，反洗風經反洗進氣閥通過布氣系統進入濾料層。反洗水采用離心水泵反洗，反洗水采用濾后水，從濾池總出水池取水，經反洗進水閥通過布水系統進入濾料層，由反洗排水槽收集經過排水閥和排水總管道自流入回收水池。
濾池其控制系統采用觸摸屏和現場可編程序控制器（PLC）控制，分為手動/自動控制方式。濾池的運行和反洗采用1臺PLC集中控制各濾池的電動閥門及配套反洗風機、反洗水泵及出口電動閥門，PLC控制柜配置1臺觸摸屏以便調整濾池運行和反洗參數。各格濾池配備1臺電動閥門控制柜實現就地控制。
每格濾池配套有進水閘門、清水出口閥門（調節型）、反洗進水閥門、反洗進氣閥門、反洗排水閥門5個電動閥門（見圖2），以及反洗風機出口閥、排空閥，反洗水泵出口閥。電動閥門具有全開、全關兩種狀態；反洗風機和反洗水泵有運行、停止和故障等3種狀態，通過人機界面可監視這些狀態。
7 處理效果
目前，該濾池經過連續3年多的水質監測，新型D型濾池出水水質均達到工業用水的要求見表3。表3中所列數據為從2012年1月至2012年12月的均值。
表3 污水廠實際進水、出水水質
| 時間 | 濁度/NTU | ||
| 原水 | 濾池進水 | 濾池出水 | |
| 2012-01 | 2.07 | 1.29 | 0.56 |
| 2012-02 | 1.88 | 1.25 | 0.65 |
| 2012-03 | 2.27 | 1.95 | 0.33 |
| 2012-04 | 1.76 | 1.65 | 0.89 |
| 2012-05 | 3.78 | 2.49 | 0.34 |
| 2012-06 | 3.27 | 2.90 | 0.39 |
| 2012-07 | 5.90 | 4.04 | 0.77 |
| 2012-08 | 5.11 | 4.27 | 1.17 |
| 2012-09 | 6.34 | 5.05 | 1.13 |
| 2012-10 | 8.01 | 6.02 | 0.97 |
| 2012-11 | 7.63 | 3.09 | 0.89 |
| 2012-12 | 2.90 | 2.16 | 0.39 |
渭化集團公司3期凈水系統采用新型D型濾池工藝，在水源為地表水的因季節及雨量的變化原水濁度變化較大的情況下，基本可以使出水水質長期穩定達標。新型D型濾池在渭化集團凈水處理系統的成功運行，是保證后續生產裝置連續穩定運行的前提。
