摘要：過濾技術(shù)是小型水廠運(yùn)行質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。采用纖維球濾料過濾與傳統(tǒng)的石英砂濾料過濾比較，前者可以高速有效地凈化水質(zhì)，還可以進(jìn)行微絮凝過濾，具有簡化工藝、節(jié)省投資、減少占地、降低運(yùn)行費(fèi)用等特點(diǎn)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠不斷增加。這些水廠因規(guī)模小凈水設(shè)備簡單，再加上原水水質(zhì)變化大，如套用大型水廠的生產(chǎn)工藝，常因運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定而導(dǎo)致設(shè)備與設(shè)施的效率低。小型水廠工藝改進(jìn)的關(guān)鍵在于過濾處理單元。應(yīng)用新型纖維球濾料，將節(jié)省水廠的投資、簡化處理工藝，降低運(yùn)行費(fèi)用、方便施工、保證運(yùn)行可靠。
1 水源特點(diǎn)及水廠的工藝特點(diǎn)
1.1 水源特點(diǎn)
鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠常以小型河流作水源。這些水體的徑流量很小、雨季時水中的懸浮物比較多，其他時間里水體比較清，由此可知，小型水廠大部分時間內(nèi)固體負(fù)荷很低。
1.2 工藝特點(diǎn)
鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的一般處理能力在1000~2000t/d，且工藝簡單。混凝劑的配制與投加設(shè)備也非常簡陋。因為水體中固體物質(zhì)的含量變化大，混凝劑的加量難以控制，因此混凝效果差，固體顆粒不易沉淀，因此水廠幾平從不排放沉淀污泥。
濾池的反沖洗時間長達(dá)半小時左右，浪費(fèi)的水量很大。反沖洗強(qiáng)度不易控制，濾料流失嚴(yán)重，有的水廠石英砂濾料年補(bǔ)充量高達(dá)50%左右。
2 傳統(tǒng)濾料與纖維球濾料的特性
2.1 傳統(tǒng)濾科特性
目前經(jīng)常使用的濾料主要有無煙煤濾料和石英砂濾料組合的雙層濾料，磁鐵礦濾料、陶粒濾料等品種。但這些濾料往往存在或多或少的問題而難以廣泛應(yīng)用。
2.2 纖維球濾料特性
國產(chǎn)纖維球濾料是性能非常優(yōu)越的一種新型濾料。該種過濾技術(shù)，在小型水廠中將有許多無法取代的優(yōu)勢。
纖維球濾料是由直徑10-50μm的纖維絲制成的球體。濾層的空隙率為95%左右，比表面積在104m2/m3以上。傳統(tǒng)的石英砂濾料的空隙僅為40%左右，比表面積在300m2/m3左右。
由于纖維球濾料的孔隙率大，因而阻力小，其濾速可高達(dá)30~80m/h，且出水水質(zhì)好。至于傳統(tǒng)砂濾，由于濾層阻力很大，濾速為8m/h左右，如加大流速，則易引起穿透。
3 纖維球濾料與石英砂濾料運(yùn)行比較
用某小型水廠的澄清池出水和直接用加藥原水進(jìn)行試驗。在原水中固體濃度較高的時期，進(jìn)行微絮凝過濾，以考察微絮凝過濾常年運(yùn)行的可靠性。兩種水質(zhì)分別用纖維球濾料與石英砂濾料以不同濾速過濾，過濾效果見表1和表2。
表1 兩種濾料過濾澄清池出水的比較
| 濾料型號 | Ⅰ型纖維球濾料 | （φ0.5-1.2mm）石英砂濾料 | |
| 濾速（m/h） | 50 | 30 | 10 |
| 周期（h） | 14.5 | 36.3 | 68.0 |
| 產(chǎn)水量（m3/m2） | 725 | 1089 | 680 |
| 進(jìn)水濁度（度） | 1.9 | 1.2 | 1.5 |
| 出水濁度（度） | 1.0 | 0.8 | 0.95 |
| 濁度去除率（%） | 47 | 33 | 37 |
| 起始水頭損失（cm） | 30.0 | 23.3 | 14.8 |
| 終止水頭損失（cm） | 150.0 | 155.7 | 149.0 |
表2 兩種濾料過濾加藥原水的比較
| 濾料型號 | Ⅱ型纖維球濾料 | （φ0.5-1.2mm）石英砂濾料 | |
| 濾速（m/h） | 30 | 10 | 10 |
| 周期（h） | 3.2 | 14.5 | 3.25 |
| 產(chǎn)水量（m3/m2） | 90.0 | 145.0 | 32.5 |
| 進(jìn)水SS（mg/L） | 5.1 | 26.0 | 30.4 |
| 出水SS（mg/L） | 0 | 4.1 | 5.4 |
| 去除率（%） | 100 | 84 | 82 |
| 起始水頭損失（cm） | 4.1 | 3.0 | 20.2 |
| 終止水頭損失（cm） | 150.0 | 150.0 | 147.0 |
| 濾層含污量（kg/m2） | 2.26 | 3.18 | 0.81 |
表中的數(shù)據(jù)表明：纖維球濾料過濾的出水水質(zhì)好；濾速高達(dá)30-50m/h，運(yùn)行也很良好。即使原水中懸浮物很高，微絮凝過濾的周期仍可達(dá)15h左右，證明是可行的，而砂濾料微絮凝時周期只有3h左右，已不符合生產(chǎn)需要。
過濾結(jié)束時，纖維球濾料濾層用氣、水同時反沖洗，再生效果好。反沖水強(qiáng)度為8-12L/(m2·s)，反沖氣強(qiáng)度為40L/(m2·s)左右，反沖時間為5~7分鐘，反沖水量占過濾水量的0.4%~0.6%。而砂濾反沖強(qiáng)度須在12~14L/(m2·s)之間，反沖洗水量占過濾水量的1%以上。纖維球濾料粒徑大，濾層頂部的多孔板能有效防止濾料的散失，因此，操作可靠。
4 分析與結(jié)論
（1）纖維球濾料過濾出水水質(zhì)好，如在過濾澄清池出水處，其濁度已降為1度左右，即使過濾加藥原水，出水ss仍低于5mg/L，能夠滿足使用要求。
（2）纖維球濾料濾速＞50m/h時，設(shè)備仍能正常運(yùn)行。
（3）微絮凝過濾效果好，操作方便可靠。
（4）纖維球濾料產(chǎn)水量大，截污能力強(qiáng)。當(dāng)纖維球濾料高速過濾時，周期產(chǎn)水量為砂濾的2倍。微絮凝過濾時，濾層截污量為砂濾的4倍左右。濾速越低，纖維球濾料過濾的周期產(chǎn)水量越大，濾層截污能力越強(qiáng)。
（5）當(dāng)過濾相同水量時，纖維球濾料濾層反沖洗用水量僅為砂濾的1/3左右。纖維球濾料不會隨反沖水流失，因此，反沖洗方便可靠。
（6）纖維球濾料過濾設(shè)施的占地面積儀為砂濾的1/5左右。小型水廠如果采用纖維球濾料過濾設(shè)施，其投資可以節(jié)省50%以上，大型水廠采用纖維球濾料過濾工藝，投資也將顯著降低。總之，小型水廠工藝成敗的關(guān)鍵在于過濾單元。纖維球濾料過濾技術(shù)，可以高速有效地凈化水質(zhì)，還可以進(jìn)行微絮凝過濾，非常適合小型水廠的特點(diǎn)與要求。這套過濾技術(shù)，將使水廠的過濾單元的規(guī)模顯著縮小。工藝大為簡化和優(yōu)化、節(jié)省投資、降低運(yùn)行費(fèi)用、提高運(yùn)行的可靠性。
