臭氧-活性炭滤池设计实例分析
新闻来源：山东智信环保 发布时间：2017-01-19 09:33 点击：次
一、臭氧-活性炭滤池设计实例
本文以湖南某水厂提质改造工程设计为例，具体介绍翻板滤池在臭氧- 活性炭深度处理工艺中的应用。水厂规模8.0×104m3/d，水厂自用水系数1.03，水厂深度处理工艺流程图如图1所示，主臭氧接触池设1 座分2 组，单组处理规模设计水量为Q=1717m3/h，炭滤池设计1 座，分六格，单排布置。
1.主臭氧接触池
主臭氧接触池分2组，并联运行，接触池有效水深6.3m，平均臭氧投加量2.0mg/L，单池共分为3 段接触区，第一段接触时间2min，第二段接触时间4min，第三段接触时间4min，总接触时间为10min，单组池子设3 个臭氧投加点，顺水流方向三个投加点的臭氧投加比例分别为50%、25%、25%，臭氧尾气处理采用触媒式尾气破坏装置，设2套，一用一备，臭氧破坏装置排放到大气中的臭氧浓度不得高于0.1mg/L，主臭氧接触池池顶人孔、预埋墙管、预埋套管、放空管、爬梯护笼、臭氧管道及池内支架等均采用SS316L 不锈钢材质；密封垫圈要采用耐防腐的材料聚四氟乙烯。
2.翻板活性炭滤池
臭氧- 活性炭滤池结构剖面图如图2所示，主臭氧接触池来水通过滤池总配水渠经进水堰均匀流入滤池，以重力渗透穿过滤层，经配水系统汇入水封井至出水管；出水采用气动调节闸阀控制，以实现恒水位过滤。滤池反冲洗时，先关进水阀，然后按气、水反冲洗两阶段程序开关相应阀门。一般重复两次后关闭排水翻板阀，开进水阀门，恢复到正常过滤工况。反冲洗时翻板阀关闭，反冲洗结束时翻板阀逐步打开，先开50%，再开到100%。由于排水翻板阀的内侧底部高于滤料层0.2m，而且排水翻板阀是在反冲洗结束，滤料沉降40s 后再逐步开启，因此保证了轻质滤料流失率低。反冲洗泥水一般在60 ～ 80s 内排完。
活性炭滤池共分6格，单排布置，并联运行，单格滤池过滤面积为59m2 设计滤速9.70m/h，强制滤速11.64m/h。采用活性炭与石英砂双层滤料，活性炭采用破碎炭，有效粒径为0.9 ～ 1.1mm，碘值≥ 950mg/g，亚甲兰值≥ 200mg/g，强度≥ 90％，装填密度>400g/L，比表面积≥ 1000m2/g，总孔容积≥ 0.55cm3/g，炭层厚度为1500mm。活性炭层下面铺设300mm 石英砂，石英砂粒径为0.9 ～ 1.2mm，均质滤料。滤层总高度1.8m， 空床停留时间10.8min。在滤池底部填装卵石承托层，承托层高0.3m，粒径2 ～ 32mm。
滤池冲洗采用6 段式气水联合冲洗，首先为滤池排空，通过放空阀将池内液位降低至一定高度，然后进行空气冲洗，气洗强度为14L/s.m2，时间约3min，第三步为单水洗过程，单水冲时水强度为9L/s.m2，时间约为3min；第四步为气水联洗过程，气洗强度不变，水强度为3L/s.m2，时间约4min，第五步停止冲洗进水，静置一段时间后，打开排水翻板阀排放冲洗水，第六步关闭翻板阀，开启滤池放空管排放初滤水，初滤水排放时间为10 ～ 15min。
二、活性炭吸附滤池池型选择
目前，国内通常采用的活性炭吸附滤池池型主要有V 型滤池、翻板滤池和上向流滤池三种，它们具有各自的特点。
1.活性炭吸附V 型滤池
活性炭吸附V 型滤池与普通V 型砂滤池构造相似，活性炭吸附V型滤池的工艺特点是采用均质滤料，通过V 型槽布水，采用小阻力的滤头滤板分配反冲洗的气和水，滤池中间设排水槽，它采用低强度水反冲洗，反冲时滤料微膨胀，边反冲边排水，但其土建费用、运行电耗比翻板滤池高，而且土建施工技术要求高，反冲洗水量较大（约占产水量的2.5%），滤料易流失。
2.活性炭吸附翻板滤池
该滤池的工作原理与其他类型气水反冲滤池相似：待滤水通过进水渠经溢流堰均匀流入滤池，水以重力渗透穿过滤料层，并以恒水头过滤后汇入集水室。滤池反冲洗时，先关进水阀门，然后按气冲、气水冲、水冲三个阶段开关相应的阀门，一般重复两次后关闭排水舌阀（板），开进水阀门，恢复到正常过滤工况。反冲洗时翻板阀关闭，反冲洗结束时翻板阀逐步打开，先开50%，再开到100%。由于排水舌阀的内侧底部高于滤料层0.2m，而且排水舌阀是在反冲洗结束，滤料沉降40s 后再逐步开启，因此保证了轻质滤料流失率低。反冲洗泥水一般在60 ～ 80s 内排完。从而使该种滤池具有出水水质好、反冲洗效果好而耗水量少、运行周期长、运行费用低以及施工简单、工期短等优点。
3.上向流活性炭吸附池
活性炭滤池采用上向流方式，使之成为膨胀床，加大了炭层厚度，增加了吸附量。膨胀床使炭粒略悬浮于上升水流中，使得炭粒水流表面更新的更快，炭粒对水中污染物的处理能力更强，能充分发挥吸附效率，减少消毒副产物的生成。活性炭滤池采用上向流方式，使臭氧化水经滤池的路径变长，臭氧与活性炭或水中物质继续反应，将余臭氧消耗至最小，有效控制余臭氧逸出。上向流活性炭吸附池水头损失较小，其冲洗可仅采用气冲方式，减少冲洗过程，节约工程投资、运行费用和耗水量。从目前现状来看，国内在进行活性炭吸附池池型选择时，大多倾向于活性炭吸附翻板滤池或上向流活性炭吸附滤池两种池型。
具体设计中可根据水厂的实际情况，从使用效率、工程投资及运行成本等方面进行比选后确定。
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