游泳池水處理中硅藻土過(guò)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：1336

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(guò)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(guò)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(guò)濾器硅藻土過(guò)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(jiàn)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(méi)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?！豆矆?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(shuō)明我國(guó)衛(wèi)生主管部門(mén)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(guò)過(guò)濾去除。因此,游泳池池水處理系統(tǒng)中使用過(guò)濾精度較高的過(guò)濾器,是**較低池水濁度的有效措施。
    2·石英砂過(guò)濾器與硅藻土過(guò)濾器技術(shù)比較
    運(yùn)用在游泳池水處理中的過(guò)濾器,主要有石英砂過(guò)濾器、硅藻土過(guò)濾器和重力式、紙芯式等其他形式的過(guò)濾器。各種類(lèi)型過(guò)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(guò)濾設(shè)備以中速[過(guò)濾強(qiáng)度約25 m3/(h·m2)]單介質(zhì)均質(zhì)石英砂過(guò)濾器和硅藻土過(guò)濾器為主。
    2.1石英砂過(guò)濾器
    石英砂過(guò)濾器按介質(zhì)可分為單介質(zhì)、多介質(zhì)過(guò)濾器;按石英砂粒徑可分為均質(zhì)濾料、級(jí)配濾料過(guò)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(guò)濾器。低速石英砂過(guò)濾器雖然過(guò)濾效果好,但經(jīng)濟(jì)性能差;高速石英砂過(guò)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(guò)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(guò)濾器,此類(lèi)過(guò)濾器過(guò)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(mǎn)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(guò)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(guò)濾器的反沖洗過(guò)程需水量較大,反沖洗用水是游泳池運(yùn)營(yíng)過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(jiàn)圖1),在液體中無(wú)粘性不結(jié)塊,保持流體狀。
            
    硅藻土過(guò)濾器是利用提純后的硅藻土作為過(guò)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(guò)濾器。據(jù)資料介紹,硅藻土過(guò)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(guò)濾,隨后在酒類(lèi)、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(guò)濾中大量采用硅藻土過(guò)濾技術(shù)。雖然我國(guó)將硅藻土技術(shù)用于游泳池水過(guò)濾起步較晚,但在試驗(yàn)研究方面,同濟(jì)大學(xué)硅藻土過(guò)濾技術(shù)課題組于20世紀(jì)90年代初,對(duì)硅藻土過(guò)濾機(jī)理、過(guò)濾方式、游泳池循環(huán)水處理、硅藻土過(guò)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(guò)濾器過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)濾設(shè)備早已大量運(yùn)用于游泳池池水處理。自2004年以來(lái),隨著我國(guó)水資源的緊缺和人們休閑娛樂(lè)時(shí)對(duì)游泳池水質(zhì)的要求提高,硅藻土過(guò)濾器的處理效果和節(jié)水節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)逐步得到專(zhuān)業(yè)人士的重視和認(rèn)可,越來(lái)越多的公共游泳場(chǎng)所選擇了硅藻土過(guò)濾器。
    運(yùn)用于游泳池水處理中的硅藻土過(guò)濾器主要有可逆式板式硅藻土和燭式硅藻土過(guò)濾器兩種。
    可逆式板框形硅藻土過(guò)濾器(見(jiàn)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。可逆式硅藻土由于濾布的紡織密度較高,單位過(guò)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(guò)濾周期?？赡媸焦柙逋吝^(guò)濾器為雙向過(guò)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(guò)濾器又稱(chēng)可再生式硅藻土過(guò)濾器(見(jiàn)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(guò)濾作用。燭式硅藻土過(guò)濾器為單向過(guò)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(kāi)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(guò)濾器具有以下特點(diǎn):
    (1)過(guò)濾精度高。石英砂過(guò)濾器的過(guò)濾精度一般為7~10μm;而硅藻土過(guò)濾器能濾除1~2μm及以上的各類(lèi)雜質(zhì),過(guò)濾精度較高,濾后水水質(zhì)澄清透明,濁度<0.1 NTU。
    (2)處理過(guò)程中的投藥量少。傳統(tǒng)的砂濾設(shè)備為了達(dá)到過(guò)濾精度要求,需投加混凝劑,而硅藻土過(guò)濾設(shè)備本身過(guò)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(guò)濾器由于過(guò)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(guò)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(guò)濾器占地面積約10 m2,而硅藻土過(guò)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(lèi)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(guò)濾器較長(zhǎng),單次反沖洗水量較小。
    3·硅藻土過(guò)濾器過(guò)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(guò)濾系統(tǒng)由1臺(tái)過(guò)濾罐體、1個(gè)混合罐和1臺(tái)循環(huán)水泵組成,通過(guò)水泵提供的壓力將硅藻土附著在過(guò)濾罐內(nèi)濾元上,起到過(guò)濾作用,在停機(jī)時(shí),硅藻土自由落到過(guò)濾器底部。因此,濾元濾布的好壞是過(guò)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(guò)濾器為例,每個(gè)硅藻土過(guò)濾系統(tǒng)均有掛膜、過(guò)濾、反沖洗三個(gè)主要過(guò)程。各過(guò)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(guò)程。此過(guò)程動(dòng)力來(lái)自系統(tǒng)循環(huán)泵。單位過(guò)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(kāi)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(guò)程的硅藻土可以來(lái)自過(guò)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(kāi)機(jī)還是補(bǔ)充硅藻土,均需在過(guò)濾系統(tǒng)出水前,將出水閥門(mén)關(guān)閉,從罐體內(nèi)出水到循環(huán)水泵吸水管上,再通過(guò)循環(huán)水泵送入罐體,完成掛膜后,再打開(kāi)閥門(mén)出水至游泳池。
    (2)過(guò)濾,就是循環(huán)泵將池水提升,經(jīng)過(guò)濾器濾元表面的硅藻土截污后,重新入池的過(guò)程。燭式硅藻土過(guò)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(guò)濾器濾元損失達(dá)到一定的限值時(shí),通過(guò)壓力將濾料排出,重新更換的過(guò)程。燭式硅藻土反沖洗過(guò)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(wú)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(mǎn)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(guò)濾器的管道連接見(jiàn)圖4。
            
    4·結(jié)語(yǔ)
    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(guò)濾環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)著重于過(guò)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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