游泳池水處理中硅藻土過濾器的應(yīng)用-**濾器

時(shí)間：2020-01-05作者：新鄉(xiāng)市壹濾濾器有限公司瀏覽：1307

壹濾導(dǎo)讀：游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的濁度限值趨向降低,硅藻土過濾器在游泳池池水處理系統(tǒng)中的使用,可獲得較低的池水濁度,**較好的水處理效果。介紹了運(yùn)用于游泳池池水處理系統(tǒng)中的硅藻土過濾器的技術(shù)特點(diǎn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn),供設(shè)計(jì)參考。
    關(guān)鍵詞：游泳池　濁度石英砂過濾器硅藻土過濾器水處理
    1·游泳池池水處理系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)游泳場(chǎng)館的主體是水,池水與人體緊密接觸,水質(zhì)好壞既是游泳場(chǎng)館品質(zhì)的**,同時(shí)也與游泳者使用的舒適性和身體健康密切相關(guān)。池水執(zhí)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是確定游泳場(chǎng)館池水凈化處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。**和FINA、WHO等組織,均制定有相應(yīng)的游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
    濁度是反映水物理性狀的一項(xiàng)指標(biāo),是衡量水質(zhì)良好程度的重要指標(biāo)之一。**上主要國(guó)家、地區(qū)和組織的游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中濁度相關(guān)規(guī)定見表1。
             
    從表1可看出,我國(guó)及周邊的亞洲國(guó)家和地區(qū)的游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的濁度要求,普遍**歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn),而且沒有達(dá)到世界衛(wèi)生組織“游泳池水環(huán)境指導(dǎo)準(zhǔn)則”指出的游泳池池水濁度宜在0.5 NTU的要求。
    我國(guó)《游泳場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 9667—1996)中規(guī)定池水濁度≤5 NTU,現(xiàn)行《游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 244—2007)中規(guī)定池水濁度≤1 NTU,較96標(biāo)準(zhǔn)有大幅度提高。《公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》報(bào)批稿中,已將96版《游泳場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中游泳池水濁度的5 NTU標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高到1 NTU,并指出,該標(biāo)準(zhǔn)將每5年修訂一次,其中濁度的要求將逐步達(dá)到世界衛(wèi)生組織建議的0.5 NTU要求。這說明我國(guó)衛(wèi)生主管部門充分認(rèn)識(shí)到濁度的重要性,游泳池的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)正快速向**標(biāo)準(zhǔn)靠攏,標(biāo)準(zhǔn)中的濁度限值趨向降低。
    水中的膠體物質(zhì)是形成濁度的主要因素。原水中膠體物質(zhì)可以長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài),很難靠重力自然沉降而得到去除。在游泳池水處理系統(tǒng)中,受CT值(游泳池水處理中CT≥1.6,C為消毒劑濃度,mg/L;T為接觸時(shí)間,min)的限制,膠體物不能被消毒劑氧化,只能通過過濾去除。因此,游泳池池水處理系統(tǒng)中使用過濾精度較高的過濾器,是**較低池水濁度的有效措施。
    2·石英砂過濾器與硅藻土過濾器技術(shù)比較
    運(yùn)用在游泳池水處理中的過濾器,主要有石英砂過濾器、硅藻土過濾器和重力式、紙芯式等其他形式的過濾器。各種類型過濾器均有一定的適用場(chǎng)所,我國(guó)目前多數(shù)公共游泳場(chǎng)所的池水處理工藝中,采用的過濾設(shè)備以中速[過濾強(qiáng)度約25 m3/(h·m2)]單介質(zhì)均質(zhì)石英砂過濾器和硅藻土過濾器為主。
    2.1石英砂過濾器
    石英砂過濾器按介質(zhì)可分為單介質(zhì)、多介質(zhì)過濾器;按石英砂粒徑可分為均質(zhì)濾料、級(jí)配濾料過濾器;按濾速可分為低速(濾速≤10 m/h)、中速(11 m/h≤濾速≤30 m/h)、高速(30 m/h<濾速<50 m/h)過濾器。低速石英砂過濾器雖然過濾效果好,但經(jīng)濟(jì)性能差;高速石英砂過濾器,濾層薄,石英砂粒徑大,反沖周期短,維護(hù)管理要求高,濾層較容易被穿透。多介質(zhì)過濾器在國(guó)內(nèi)采用較少。民用的公共游泳池水處理中使用較多的是濾速在25 m/h左右的中速單介質(zhì)均質(zhì)石英砂過濾器,此類過濾器過濾精度約10μm,配合混凝劑,可達(dá)7μm左右。當(dāng)濾層水頭損失達(dá)到允許值或者出水濁度不能滿足要求時(shí),必須使用水或氣水的組合對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗。一般均質(zhì)石英砂過濾器的反沖洗水強(qiáng)度為12~15 L/(s·m2),反沖洗時(shí)間為7~10 min。石英砂過濾器的反沖洗過程需水量較大,反沖洗用水是游泳池運(yùn)營(yíng)過程中主要的水耗。同時(shí),由于反沖洗時(shí)濾料有磨損,5~7年需要更換石英砂一次,而這項(xiàng)工作比較繁瑣和復(fù)雜。
    2.2硅藻土過濾器
    硅藻土(diatomite)是由古代單細(xì)胞低等植物硅藻的遺體堆積,經(jīng)過初步成巖作用而形成的一種具有多孔性的生物硅質(zhì)巖。硅藻土具有很大的比表面積(3. 1~60 m2/g) ,顯微鏡下可觀察到硅藻的壁殼上有多級(jí)、大量、有序排列的*特微孔結(jié)構(gòu),孔隙度達(dá)90%~92%,這種微孔結(jié)構(gòu)是硅藻土具有特殊理化性質(zhì)的原因。
    硅藻土的主要成分是無定性的SiO2,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO和**質(zhì)等,經(jīng)提純處理的硅藻原土細(xì)膩、潤(rùn)滑,具有整體一致均勻的微粒和比較干凈的表面,顆粒粒徑0.001~0.5 mm,其SiO2含量大于90%。成品硅藻土在干燥的環(huán)境中呈粉末狀(見圖1),在液體中無粘性不結(jié)塊,保持流體狀。
            
    硅藻土過濾器是利用提純后的硅藻土作為過濾介質(zhì),均勻附著在濾元表面而達(dá)到截留雜質(zhì)、污物的過濾器。據(jù)資料介紹,硅藻土過濾技術(shù)源于*二次世界大戰(zhàn)為解決飲水清潔和安全而研制的濾水器,在20世紀(jì)50年代,美國(guó)及西歐部分國(guó)家將其用于啤酒過濾,隨后在酒類、飲料和凈水處理方面得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代,美國(guó)已在游泳池的循環(huán)水過濾中大量采用硅藻土過濾技術(shù)。雖然我國(guó)將硅藻土技術(shù)用于游泳池水過濾起步較晚,但在試驗(yàn)研究方面,同濟(jì)大學(xué)硅藻土過濾技術(shù)課題組于20世紀(jì)90年代初,對(duì)硅藻土過濾機(jī)理、過濾方式、游泳池循環(huán)水處理、硅藻土過濾器制造技術(shù)和國(guó)產(chǎn)硅藻土助濾劑性能等方面進(jìn)行全面研究和試驗(yàn),為國(guó)內(nèi)推廣這一技術(shù)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
    硅藻土過濾器過濾精度與預(yù)涂膜硅藻土的厚度有關(guān),同濟(jì)大學(xué)的試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)游泳池水而言,預(yù)涂膜所用硅藻土量以單位過濾面積0.8 kg/m2為宜(WHO規(guī)定涂膜厚度為0.5~1 kg/m2)。
    同濟(jì)大學(xué)對(duì)硅藻土過濾精度試驗(yàn)結(jié)果為:①對(duì)細(xì)菌、大腸桿菌的濾除率不小于99.5%;②對(duì)病毒的濾除率不小于85%;③對(duì)COD及TOC的濾除率在10%;④濾后水的濁度接近0.1 NTU,清澈透明。硅藻土過濾器在國(guó)內(nèi)有大量生產(chǎn),目前主要應(yīng)用在啤酒、飲料行業(yè),在國(guó)外硅藻土過濾設(shè)備早已大量運(yùn)用于游泳池池水處理。自2004年以來,隨著我國(guó)水資源的緊缺和人們休閑娛樂時(shí)對(duì)游泳池水質(zhì)的要求提高,硅藻土過濾器的處理效果和節(jié)水節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)逐步得到專業(yè)人士的重視和認(rèn)可,越來越多的公共游泳場(chǎng)所選擇了硅藻土過濾器。
    運(yùn)用于游泳池水處理中的硅藻土過濾器主要有可逆式板式硅藻土和燭式硅藻土過濾器兩種。
    可逆式板框形硅藻土過濾器(見圖2)是從日本引進(jìn),其濾元是將濾布粘結(jié)在板框上,然后把一片一片的濾元拼裝并壓緊組成?？赡媸焦柙逋劣捎跒V布的紡織密度較高,單位過濾面積的硅藻土預(yù)涂膜量?jī)H為0.2~0.3 kg/m2。要求濾速為5~12 m/h,否則就有掛不上膜的可能。又由于濾速高,預(yù)涂膜較薄,故需每天對(duì)其進(jìn)行反沖,并重新配置硅藻土漿液再進(jìn)行預(yù)涂膜,方能進(jìn)行下一個(gè)過濾周期。可逆式硅藻土過濾器為雙向過濾,若反沖洗不充分,會(huì)有少量硅藻土殘土進(jìn)入游泳池。
    
   燭式硅藻土過濾器又稱可再生式硅藻土過濾器(見圖3)是從南非引進(jìn),它的基本構(gòu)造為在壓力罐體內(nèi)設(shè)濾元固著板,固著板上連接多個(gè)燭狀的濾元,濾布附著在燭狀濾元上起到過濾作用。燭式硅藻土過濾器為單向過濾,一次涂膜后停機(jī)時(shí)不需要將涂膜的硅藻土排放,再次開機(jī)時(shí)可再次掛膜繼續(xù)使用,不會(huì)有反沖洗不凈的硅藻土進(jìn)入游泳池內(nèi)現(xiàn)象。
             
    與傳統(tǒng)的砂濾設(shè)備相比,硅藻土過濾器具有以下特點(diǎn):
    (1)過濾精度高。石英砂過濾器的過濾精度一般為7~10μm;而硅藻土過濾器能濾除1~2μm及以上的各類雜質(zhì),過濾精度較高,濾后水水質(zhì)澄清透明,濁度<0.1 NTU。
    (2)處理過程中的投藥量少。傳統(tǒng)的砂濾設(shè)備為了達(dá)到過濾精度要求,需投加混凝劑,而硅藻土過濾設(shè)備本身過濾精度高,不需要投加混凝劑進(jìn)行絮凝處理,可減少投藥設(shè)備等配套設(shè)施,節(jié)省了藥物投加量,使得水的舒適度較適宜于人體。此外,硅藻土過濾器由于過濾精度高,可以濾除大部分的病菌及微生物,減少消毒環(huán)節(jié)藥劑的使用量。
    (3)設(shè)備所需的機(jī)房面積較小。硅藻土因其較大的比表面積和特有的構(gòu)造,在相同循環(huán)水量的前提下,硅藻土過濾設(shè)備的自身體積比砂缸小很多,所需機(jī)房面積小,減少了基建投資。如處理量為250m3/h,石英砂過濾器占地面積約10 m2,而硅藻土過濾器占地面積僅約4 m2。
    (4)用水量少。水資源的管理是游泳池較重要的環(huán)節(jié)之一,而硅藻土設(shè)備是目前各類設(shè)備中排污量(反沖洗排水量)較低的設(shè)備,較低排污量對(duì)于節(jié)能的意義不僅在水費(fèi)的節(jié)約上,對(duì)于恒溫游泳池而言,還包括節(jié)約了排污所帶走的熱量損失。
    (5)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低。不需要投加混凝劑,節(jié)省了藥物投加量。同時(shí)反沖洗周期較石英砂過濾器較長(zhǎng),單次反沖洗水量較小。
    3·硅藻土過濾器過濾環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
    一個(gè)完整獨(dú)立的硅藻土過濾系統(tǒng)由1臺(tái)過濾罐體、1個(gè)混合罐和1臺(tái)循環(huán)水泵組成,通過水泵提供的壓力將硅藻土附著在過濾罐內(nèi)濾元上,起到過濾作用,在停機(jī)時(shí),硅藻土自由落到過濾器底部。因此,濾元濾布的好壞是過濾器品質(zhì)的重點(diǎn),質(zhì)量不好的濾布,可能發(fā)生濾布破損后跑土進(jìn)池體的事故。以燭式硅藻土過濾器為例,每個(gè)硅藻土過濾系統(tǒng)均有掛膜、過濾、反沖洗三個(gè)主要過程。各過程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)如下:
    (1)掛膜,把硅藻土均勻附著在濾元表面的過程。此過程動(dòng)力來自系統(tǒng)循環(huán)泵。單位過濾面積的硅藻土用量宜為0.5~1.0 kg/m2,掛膜厚度不應(yīng)小于2 mm,且厚度應(yīng)均勻一致。掛膜可發(fā)生在系統(tǒng)重新開機(jī)運(yùn)行時(shí)或反沖洗完畢后補(bǔ)充硅藻土?xí)r,因此掛膜過程的硅藻土可以來自過濾器本體內(nèi)或是本體外的混合罐。為避免掛膜初期一些細(xì)小的土進(jìn)入池體,同時(shí)也為使硅藻土能均勻附著在濾元上,不管是重新開機(jī)還是補(bǔ)充硅藻土,均需在過濾系統(tǒng)出水前,將出水閥門關(guān)閉,從罐體內(nèi)出水到循環(huán)水泵吸水管上,再通過循環(huán)水泵送入罐體,完成掛膜后,再打開閥門出水至游泳池。
    (2)過濾,就是循環(huán)泵將池水提升,經(jīng)過濾器濾元表面的硅藻土截污后,重新入池的過程。燭式硅藻土過濾強(qiáng)度按3.5~4 m3/(h·m2)設(shè)計(jì)。
    (3)反沖洗,經(jīng)一段時(shí)間的截污,過濾器濾元損失達(dá)到一定的限值時(shí),通過壓力將濾料排出,重新更換的過程。燭式硅藻土反沖洗過濾強(qiáng)度按5 m3/(h·m2)設(shè)計(jì)。硅藻土反沖洗排水的成分比較復(fù)雜,由于硅藻土主要成分為SiO2,反沖洗排水中廢棄的硅藻土無粘性不結(jié)塊,保持流體狀,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,但其硅藻土殘余應(yīng)按反沖洗水量進(jìn)行核算,以確認(rèn)是否滿足《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,否則反沖洗水需進(jìn)行必要的處理。
    燭式硅藻土過濾器的管道連接見圖4。
            
    4·結(jié)語
    布水系統(tǒng)、回水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)組成一套完整的游泳池水循環(huán)處理系統(tǒng),本文討論的是水處理系統(tǒng)中的過濾環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)著重于過濾器形式和相關(guān)參數(shù)的選用。游泳池水循環(huán)處理系統(tǒng),是游泳場(chǎng)館品質(zhì)的**,設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后合理選用不同的水處理設(shè)備。

 

 

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