论文摘要
本课题通过广泛吸取目前Harberer工艺特点及漂浮滤料在国内外应用的成功经验,运用悬浮澄清与轻质滤料上向流过滤相结合的新工艺,以期开发出一种处理效率高、运行周期长、操作管理易于实现自动化、占地面积小、综合造价低的水处理新产品,以有效克服当前市场上一体化净水器普遍存在的诸多缺陷,为一体化净水器的发展开拓更为广阔的市场。通过对悬浮澄清-漂浮过滤一体化工艺的研究,探索出一种对水力循环澄清池等类似构筑物的工艺改造具有普遍意义的方法,为目前国内尚存的一大批水力循环型澄清池的挖潜改造提供试验基础和理论依据。同时通过对轻质滤料上向流过滤机理展开研究,进一步丰富我国给排水工艺理论的研究内容。水处理过滤技术的核心是过滤介质—滤料。过滤效果的好坏,与选用滤料有着十分重要的关系,他应有适当的粒度组成、适当的形状均匀性、良好的化学稳定性和一定的机械强度。轻质滤料滤池是以人工合成的比水密度略小的聚乙烯颗粒填装的滤池。当含有微絮凝体的原水通过滤床时,与孔隙中先前截留的微絮凝体发生接触絮凝。所以,一般认为轻质滤料滤池具有固液分离和絮凝双重功效。截至目前,在澳大利亚、法国、日本等都有研究人员在轻质滤料过滤系统以及絮凝系统方面做过大量的研究工作,并且在工程上已经有了应用的先例。澄清-漂浮过滤一体化工艺试验研究结果表明,该工艺与常规工艺比,具有出水水质好、运行周期长、过滤水头损失增长慢、滤床所需的冲洗强度低和冲洗水量少等优点,因此,该工艺实属目前所倡导的节能环保型水处理工艺。聚苯乙烯滤料是一种卓有成效的滤料,其物理化学性能稳定、符合国家规定的有关卫生指标、取材较易、价格低廉且有较长的使用寿命。同时,聚苯乙烯滤层表现出了良好的深层截污能力,并能克服砂滤池常见的表面堵塞现象。在处理水浊度变化幅度较小的前提下,装置的运行周期与进水流量成反比,水头损失增长率与进水流量成正比;进水流量不变时,随着进水浊度的升高,装置的运行周期明显缩短,且漂浮滤料层内的水头损失增长率随进水浊度的升高而增大。澄清-漂浮过滤一体化工艺运行的主要技术参数为:进水浊度≤50NTU,澄清区浊度<30NTU,出水浊度<1.5NTU,单位面积负荷5～10 m3/m2·h,运行周期≤48h。将气水反冲洗应用于澄清—漂浮过滤一体化装置不仅是可行的而且是必要的;以先气水混冲后水冲的反冲洗方式效果较好,气冲强度约为Qa=15 L/s·m2,水冲强度约为Qw=4 L/s·m2。澄清-漂浮过滤一体化工艺兼具悬浮澄清与轻质滤料上向流过滤二者的优点,从而克服了现有常规净水器的诸多缺陷,该工艺可广泛应用于远离城市给水管网的农村乡镇、工矿企业、施工场地以及风景区等小型供水区域,具有广阔的市场前景及良好的经济效益和社会效益。同时,澄清-漂浮过滤一体化工艺的研究也将为澄清池的挖潜改造提供有力的依据。