1、德安德安,全球环境问题解决专家全球环境问题解决专家宁波德安水处理设备省级高新研发中心宁波德安水处理设备省级高新研发中心德安研发大平台 并与国际生态城市建设者协会、耶鲁大学森林与环境并与国际生态城市建设者协会、耶鲁大学森林与环境学院等国际性研究机构建立有长期合作关系。学院等国际性研究机构建立有长期合作关系。德安水工业园区B区 若我们能采用m级的纤维丝作为滤料，使其构成孔隙大小呈合理梯度变化的深层滤床（即上疏下密），则使接近理想的深层滤床成为可能。20世纪80年代初期，就有研究人员通过短纤维乱堆形成滤床的方法开始了“规格化纤维滤料”的研究与开发历程1。所谓“规格化纤维滤料”是指将纤维材料按规定的设
2、计要求制成某种形式的成型体，该成型体滤料具有特定的形状和规格，与长丝束滤料的最显著区别是：滤床由在水中呈散落的、无固定约束的单体滤料的集合体所构成。图1 DA863自适应滤料 由于其特有的彗星式结构设计，其所形成的深层滤床具有以下特征：2.1在重力的作用下，由于比重较大的“彗核”对纤维丝束的压密作用，该滤床的纵断面孔隙呈上大下小的合理均匀梯度变化；2.2 该滤床的横断面的孔隙率则均匀分布。在过滤过程中，DA863自适应滤料构成的滤床上部孔隙较大，除了截留大的悬浮固体外，主要是以吸附为主。因为由m级的纤维丝材料构成的滤料具有比一般石英砂大得多的比表面积，可以大大增加水中细小悬浮固体与滤料的接触机
3、会而被吸附。有数据表明：粒径为0.6-1.2mm的石英砂，其比表面积为50.6-75.1cm2/cm3；而直径5.6m的纤维丝滤料，其比表面积约为780cm2/cm3。因而采用DA863自适应滤料可明显提高滤料吸附悬浮固体的能力。其次，孔隙是贮存悬浮固体的空间，因此孔隙尺寸大，其截污空间也就较大。因此，采用DA863自适应滤料的过滤技术可以接近达到过滤速度、过滤精度和截污容量三者的完美结合。另一方面，由于DA863自适应滤料的结构特点，其清洗性能也非常良好。其滤床由单体滤料在水中呈散落的、无固定约束的集合构成，因此在反冲洗时也很容易呈单体各自分散开。在气、水的搅动下，滤料单体各自产生旋转和摆动
4、，同时又相互间进行碰撞，在上述几种力的共同作用下，附着在纤维表面的悬浮固体很容易脱落。因此在正常情况下，DA863自适应滤料的剩余积泥率为小于2%，反冲洗耗水率也较低。三、三、DA863 过滤器过滤器 DA863 过滤器是由德安公司和清华大学共同研究开发的一种高速机械过滤器，它以DA863自适应滤料为技术核心，可以在多种水处理场合下替代石英砂过滤器实现压力式过滤运行。该产品于2019年开始推广应用于市政自来水工程、工业给水工程、中水回用工程、循环水净化工程、景观水净化工程和反渗透预处理工程等各种场合。四、四、D型滤池型滤池 D型滤池是由德安公司自主设计的一种重力式超高速型滤池是由德安公司自主设
5、计的一种重力式超高速滤池。它以滤池。它以DA863自适应滤料为技术核心替代传统的石英自适应滤料为技术核心替代传统的石英砂滤料，采用小阻力配水系统，气水反冲洗手段和恒流量砂滤料，采用小阻力配水系统，气水反冲洗手段和恒流量过滤方式。经中试和生产性试验都取得了预期的效果后，过滤方式。经中试和生产性试验都取得了预期的效果后，于于2019年推广应用于市政自来水工程、工业给水工程和中年推广应用于市政自来水工程、工业给水工程和中水回用工程。水回用工程。该滤池具有如下特点：1、过滤精度高，经Multisizer 3 颗粒粒度分布和计数仪分 析测试，D型滤池对水中大于5m的悬浮固体颗粒的去除率可达95%以上，最
6、高去除率为99.7%。2、过滤速度高，在工程应用中的设计过滤速度为17-23m/h，相比于采用石英砂为滤料的滤池，它可以减少水厂的占地面积，从而节约建设投资。3、截污容量大，对于经混凝处理的水，在不同过滤速度下，截污容量在15-35 kg/m3的范围内。4、反冲洗耗水率低，该滤池的反冲洗耗水量为周期最大滤水量的1-2%。5、特有的拦截技术，可保证滤料在反冲洗时不会流失。6、抗负荷冲击能力强，能经受短时间内高浊度水的冲击，而仍然保证出水水质。1.1 D型滤池的构造 D型滤池在工艺设计上分为配水（含进水和出水）系统、气水反冲洗系统。滤池主体结构主要由池体、池内分区隔墙、梁柱、V型槽、出水槽等组成。
7、附属设施包括管廊和进水分配渠。其构造简图详见图1。1总进水渠；2进水方闸门；3进水方孔；4进水堰；5V型槽进水侧孔；6V型槽；7表面扫洗孔；8滤料拦截板；9DA863纤维滤料；10滤网板；11滤板；12长柄滤管；13清水槽；14配气小孔；15配水方孔；16排污渠；17气水分配渠；18水封池；19出水堰；20清水渠；21清水阀；22排水阀；23初滤水阀；24冲洗水阀；25冲洗气阀；26废气阀 平剖面图 A-A剖面 B-B剖面图1 D型滤池构造简图 1.2 D型滤池的结构主要有如下特点：1.2.1 在滤床上部设置特有的拦截装置，保证滤料在反冲洗时不会流失。1.2.2 采用小阻力配水配气系统，滤池水
8、头损失小，配水布气均匀。其结构示意图见图2。1.2.3 D型滤池的拦截装置由拦截盖板和盖板支撑组成 1）拦截盖板（8）：防止滤料在反冲洗时进入排水渠而流失。盖板的材质为PP，安装时与盖板支撑通过不锈钢螺栓连接。安装严密并有足够的刚性，保证在反冲洗时不会产生2mm以上的间隙。2）盖板支撑（7）：用于支撑固定盖板。材质为碳钢或不锈钢，安装时放置在与预埋在滤池内的钢板相焊接的环角钢上，并焊接牢固。安装间隙保证在2mm以内。图2 滤池内部配水布气结构示意图 1.2.4 D型滤池的配水布气系统由滤网板、支承板、长柄滤头和滤板组成1）滤网板（5）：为小阻力配水系统，尺寸规格为497mm330mm，=24m
9、m。材质为PP，每个网格间间距2mm，空隙率占整个面积的30%左右。通过滤板上的螺栓孔与支承板连接。滤网板安装应平整，块与块之间互相啮合，与池壁之间的间隙应用PP棒焊堵。2）支承板（4）：用于支撑滤网板，增强滤网板的承载能力。材质为PP，安装在滤网板与滤板之间，每个滤网板采用2个支承板。3）长柄滤头（1）：均匀收集滤后水，均匀分配反冲洗水。通径15，材质为ABS，特制的注塑长柄滤头，其总面积与滤池面积之比约为1.25%。通过螺母固定在滤板上，采用高度可调节结构，初次安装后，滤池应放水，调节滤头出口在一个水平面上，误差不得大于2mm。4）滤 板（3）：固定滤头，每块滤板固定144个滤头。材质为增
10、强PP板，水平安装，整个池面的水平误差不得大于2mm，承载能力不低于500kg/m2。气水反冲洗的均匀性对滤池正常运行非常重气水反冲洗的均匀性对滤池正常运行非常重要，也是滤池设计的关键所在。在结构设计中要，也是滤池设计的关键所在。在结构设计中我们采取如下几点措施：我们采取如下几点措施：D型滤池反洗示意图二、二、D D型滤池的运行设计型滤池的运行设计名 称参 数名 称参 数进水浊度一般情况下20NTU出水浊度一般情况下1NTU正常滤速1723m/h（视水质情况而异）强制滤速30m/h过滤周期一般情况下824h水头损失0.62.0m滤床厚度0.650.8m（填装高度）表面扫洗强度24 L/sm2反
11、冲洗水洗强度56L/sm2反冲洗气洗强度2023L/sm22.1主要工艺运行参数 D型滤池采用恒流量过滤方式，以简化控制系统，降低自控装置的投资造价。其运行操作过程设计为初滤、过滤、气冲、气水冲和水冲五个步骤。2.2.1 初滤 新的过滤周期开始时，悬浮在上部的滤层整体以一定的速度下降，接触至滤板后滤层下部逐渐压实，稳定后，由DA863自适应滤料构成的过滤层其空隙率沿滤层高度呈梯度分布，由下而上逐渐增大,下部滤料压实程度高，孔隙尺寸相对较小，以利于保证过滤精度。新的过滤周期开始时，由于DA863自适应滤料构成的过滤层尚较松散，滤层孔隙尺寸过大，此时过滤精度差，一般宜将初滤水排泄。2.2 运行工艺
12、设计：2.2.22.2.2过滤过滤 进水系统由进水渠、进水阀、进水堰、V型槽组成。过滤系统由滤层、滤板滤头、清水槽、气水分配渠、水封池、出水堰口和清水渠组成。待滤水从总进水渠，经由进水阀和进水堰进入V型槽。每格滤池设1个电动（气动）进水方闸门。V型槽使待滤水均匀进入滤池，其底部的均布小孔均匀分配进水。待滤水再穿过滤料拦截板，经由滤层过滤截留悬浮固体，滤后出水通过滤板滤头收集进入清水槽，经过气水分配渠进入水封池，通过出水堰口溢流进到清水渠。出水堰口的标高根据滤池内允许的最大水头损失确定。2.2.3反冲洗-气冲、气水冲和水冲 反冲洗采用长柄滤头配水配气系统和表面扫洗。配水配气系统由进气管、进水管、
13、气水分配渠、清水槽、配水布气孔、长柄滤头组成；表面扫洗则是在V型槽底部的均布小孔，均匀分配表面扫洗水，孔中心线与排污渠堰顶齐平。进水方闸门在过滤时全部开启，在反冲洗开始时部分关闭，减少进水量，此时的滤池进水量即为滤池的表面扫洗水量。表面扫洗水强度按2.0-4.0L/sm2考虑，进水堰可平衡各滤池的进水量。排污系统由排污渠、排水阀、废气阀组成。反冲洗按先单独气冲洗，再气水同时冲洗，最后单独水冲漂洗的步骤进行。反冲洗伊始，受滤层底部上升水流及反冲洗空气的顶托，整个滤层向上悬浮直至滤料拦截板，空气逸出长柄滤头，以连续气泡及气团的形式迅速上升，并且体积不断扩大，接触至已悬浮在上部的滤层后，在悬浮的滤层
14、中穿行，DA863自适应滤料受到强烈扰动，激烈相互碰撞，在反冲洗气流及水流作用下产生旋转及位移，将附着在DA863自适应滤料的污泥擦洗脱落，犹如洗衣服时的搓擦；在气水同时反冲洗阶段，DA863自适应滤料受到更加强烈的扰动，滤料相互碰撞旋转及位移更加剧烈，还产生上下循环的运动，同时脱落污泥上浮排出滤料层；在水反冲洗阶段，主要目的是将滤层中的空气及污泥排除，利于迅速进入新的过滤周期。2.3 自控设计 D型滤池的运行可根据用户需要制定手动控制或自动控制方式。在自动控制方式下，每个滤池的控制系统可采用可编程控制装置Premium PLC与中控室Premium PLC和触摸屏组成的控制系统实现对D型滤池
15、系统的进行操作监控，D型滤池系统PLC将作为全厂水控制系统控制网络上（以太网）的一个站点，通过PLC以太网的通讯接口接入全厂控制系统控制网络，运行人员对任何一个滤池的控制系统、水处理中控室以及总控室都能对其被控对象（滤池）进行操作、监控，包括启、停控制，设备状态和主要工艺参数监控，设备的手动/自动切换（在就地电控箱上完成）。工艺设备的联锁保护将由电气硬件接线和PLC软件完成。东风汽车总公司三车间的自来水厂东风汽车总公司三车间的自来水厂 D型滤池及配套设备参数型滤池及配套设备参数 各控制阀门均采用气动阀门控制。该水厂自2019年9月动工，到2019年3月24日调试运行成功，处理效果完全达到设计要
16、求，各项指标均达到生活饮用水卫生规范（卫法监发2019161号）中的各项指标，特别是滤池出水浊度均低于0.5NTU以下。东风汽车总公司三车间的自来水厂运行情况运行情况检测日 期原 水 浊度/NTU沉 淀 池 出水浊度/NTUD型滤池出水虹吸滤池出水浊度/NTU滤速m/h浊度/NTU滤速m/h050517154.40.3523.151.68.0050519184.60.3623.151.78.0050524174.50.3223.151.48.0050527174.50.3323.151.38.0050529184.60.3323.15 050602154.30.3223.15 05061416
17、4.50.3423.15 050624164.50.3223.15 东风汽车总公司三车间的自来水厂东风汽车总公司三车间的自来水厂运行检测结果运行检测结果 （1）总建筑面积（D型滤池加反冲洗泵房）：465 m2 ；（2）D型滤池(含管廊房)占地面积：308.8m2 ；（3）滤池运行成本（电费+药剂费）：0.12元/吨。东风汽车总公司三车间的自来水厂D型滤池主要技术经济指标m3/dm3/d山东晨鸣纸业有限公司m3/d 采用德安集团设计一部设计的采用德安集团设计一部设计的工艺，絮凝反应时间工艺，絮凝反应时间12min，水处理量，水处理量6万吨万吨/天，河水悬浮物平常天，河水悬浮物平常SS100mg/
18、L，洪水期，洪水期SS200mg/L，滤池出水，滤池出水SS3mg/L。单池过滤面积。单池过滤面积18m2，过滤总面积，过滤总面积72m2，过滤速度，过滤速度34.7m/h。处理水量处理水量2.5万吨万吨/天，单天，单池过滤面积池过滤面积12m2，总过滤面积，总过滤面积48m2，滤速，滤速21.7m/h，沉淀池出水浊度，沉淀池出水浊度10度，滤池出水度，滤池出水浊度浊度0.6度。度。处理水量处理水量5万吨万吨/天，单池过滤面积天，单池过滤面积18m2，总过滤面积，总过滤面积72m2，滤速，滤速29m/h，机械，机械搅拌澄清池出水浊度搅拌澄清池出水浊度20度，个别时日为度，个别时日为50度，滤池
19、要求出水浊度度，滤池要求出水浊度3度。度。5.1 临沂金锣肉制品有限公司中水回用工程，规模：14000m3/d。5.2 银川市第一污水处理中水回用工程，规模：40000m3/d。5.3 北京怀柔污水厂中水回用工程，规模：50000 m3/d。5.4 四川成都第四污水处理厂中水回用工程，规模：130000 m3/d。成都沙河污水处理厂是成都市中心城水环境综合治理的一个重要组成部分。该工程的源水是成都市生活污水，二级处理工艺采用的是A2/O法，深度处理采用D型滤池过滤和紫外线消毒。工程规模：处理水量为130000m3/d；深度处理的进水即为二级处理出水，悬浮物SS50mg/L；过滤出水经消毒后排入
20、沙河，出水悬浮物SS10mg/L。成都沙河污水处理厂成都沙河污水处理厂工程概况工程概况成都沙河污水处理厂 该工程于2019年3月动工，投入运行时间为2019年9月15日，下表是D型滤池七天的进出水悬浮物数据。（运行滤速24.2m/h）四川成都沙河污水厂四川成都沙河污水厂D型滤池运行检测结果型滤池运行检测结果日 期SS值（mg/L）进 水出 水2019.10.1925.29.602019.10.2027.28.602019.10.2127.48.602019.10.2218.26.402019.10.2517.45.802019.10.2619.44.602019.10.2717.24.40（1
21、）滤池占地面积：710m2；反洗设备房占地面积：180m2；（2）滤池工程投资：工程总投资约850万元（不含消毒工艺），其中土建投资约200万元；设备、电气、仪表约650万元。（3）滤池运行成本：成都沙河污水处理厂D型滤池工程运行成本(电费)约为0.002元/m3。四川成都沙河污水厂四川成都沙河污水厂D型滤池主要型滤池主要技术经济技术经济指标指标北京怀柔污水厂中水回用工程银川市第一污水处理中水回用工程 银川市第一污水处理厂采用银川市规划建筑银川市第一污水处理厂采用银川市规划建筑设计研究院设计的设计研究院设计的工艺，要求出水水质：浊度工艺，要求出水水质：浊度5度、度、SS5mg/L、BOD10m
22、g/L、COD50mg/L、PH为为6.5-9.0，出水作为生活杂用水，处理水量为，出水作为生活杂用水，处理水量为4万吨万吨/天，单池过滤面积天，单池过滤面积15m2，总过滤面积，总过滤面积15m24=60m2，过滤速度，过滤速度27.8m/h，运行费用，运行费用（电费（电费+药剂费）药剂费）0.13元元/吨。吨。采用德安集团设计部设计的采用德安集团设计部设计的工艺，要求出水水工艺，要求出水水质符合杂用水标准。设计处理水量质符合杂用水标准。设计处理水量1.4万吨万吨/天，天，单池过滤面积单池过滤面积12m2，总过滤面积，总过滤面积12m22=24m2，过滤速度过滤速度26.5m/h。六、关于六
23、、关于D D型滤池和型滤池和V V型滤池的比较型滤池的比较6.1 V型滤池是目前世界上先进的滤池结构。6.2 D型滤池是在V型滤池的基础上发展的，它以V型滤池的结构为基础，配以DA863自适应滤料为核心，具有比V型滤池高得多的耐负荷冲击能力。对于保证供水水质稳定具有重要意义。6.3 今后V型滤池建到哪里，我们将帮助它改造到哪里！七、结束语七、结束语7.1 以DA863自适应滤料为技术核心的D型滤池由于可实现高速、高精度过滤，大容量截污，反冲洗耗水率低，抗负荷冲击能力强，滤后水质好，可以替代石英砂滤池，非常适用于各种水处理过滤的场合。7.2 经过这几年的推广应用，D型滤池在理论和技术上是可行的，在实际工程中是可用的。7.3 D型滤池在我国各个水处理工程中有广泛的应用前景。
