摘要 HD智能高效過濾器(以下簡稱“HD”)是一種高速、高效、智能過濾器。該過濾器是采用自適應(yīng)長纖維濾料，小阻力配水系統(tǒng)，氣水聯(lián)合沖洗方式，具備傳統(tǒng)過濾器的主要優(yōu)點，同時多方面優(yōu)于傳統(tǒng)過濾器以及其他輕質(zhì)填料過濾池的特點，是一種更適應(yīng)、新型、高效的過濾技術(shù)。HD特別適合農(nóng)村自來水廠處理農(nóng)村生活污水處理中的過濾設(shè)備。

關(guān)鍵詞 HD、傳統(tǒng)過濾器、農(nóng)村生活污水、自適應(yīng)長纖維濾料

1 前言

解決農(nóng)村生活污水，改善環(huán)境衛(wèi)生，一直以來是困擾著農(nóng)村自來水處理中的一大問題。近年來，隨著城市工業(yè)的發(fā)展，以及農(nóng)村生活的狀況提高，使得農(nóng)村生活污水源更加復(fù)雜化。針對源水濁度≤50NTU，采用微絮凝+接觸過濾+消毒的工藝，過濾設(shè)備可采用HD，消毒設(shè)備可采用二氧化氯。處理后的水達到國家標準《生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749～2006）》。

2 農(nóng)村生活水環(huán)境污染現(xiàn)狀和特點

2.1農(nóng)村生活水環(huán)境污染現(xiàn)狀
　　農(nóng)村水環(huán)境是指分布在廣大農(nóng)村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體的總稱。我國總計有鄉(xiāng)鎮(zhèn)45412個，村民委員會739980個，鄉(xiāng)村戶數(shù)23692.7萬戶，鄉(xiāng)村人口達91960萬人。農(nóng)村人口分散，人口數(shù)量多，沒有任何生活污水的收集和處理設(shè)施，這使農(nóng)村生活污染源成為影響水環(huán)境的重要因素。據(jù)測算，全國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水80多億噸，嚴重污染了農(nóng)村地區(qū)居住環(huán)境，農(nóng)村大部分地區(qū)河、湖等水體普遍受到污染，飲用水水質(zhì)安全受到嚴重威脅，直接危害農(nóng)民的身體健康，嚴重影響農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生，極易導(dǎo)致一些流行性疾病的發(fā)生與傳播。據(jù)估算，農(nóng)村環(huán)境問題每年造成的經(jīng)濟損失已超過千億元，我國農(nóng)村環(huán)境與生態(tài)狀況令人擔(dān)憂。
　　改革開放的三十多年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力獲得了較大幅度的提高。畜禽散養(yǎng)戶的不斷增多，大量畜禽糞便沒有處理就直接排放，糞便污染逐年加重。有資料顯示，養(yǎng)殖一頭豬所產(chǎn)生的廢水是一個人的7倍，而養(yǎng)殖一頭牛則是22倍。這些有機物未經(jīng)處理，滲入地下或進入地表水，使水環(huán)境中硝態(tài)氮、硬度和細菌總數(shù)超標，嚴重威脅著居民飲用水的安全。
2.1.2農(nóng)村污水特點
　　農(nóng)村生活污水的特點：廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水，這些用水分散，農(nóng)村沒有任何收集的設(shè)施，隨著雨水的沖刷，隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體，其中有機物含量大是其主要的特點。

（1）水質(zhì)特點。a農(nóng)村村鎮(zhèn)人口較少，分布廣泛且分散，大部分沒有污水排放管網(wǎng)；b農(nóng)村生活污水濃度低，變化大；c大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì)（但隨著人們生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質(zhì)），含一定量的氮、磷，水質(zhì)波動大，可生化性強；d不同時段的水質(zhì)不同；e廁所排放的污水水質(zhì)較差，但可進入化糞池用作肥料。
（2）水量特征。a一般農(nóng)村的生活污水量都比較小，除小城鎮(zhèn)外，農(nóng)村人口居住分散，水量相對較少，相應(yīng)地產(chǎn)生的生活污水量也較?。籦變化系數(shù)大，居民生活規(guī)律相近，導(dǎo)致農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大，夜間排水量小，甚至可能斷流，水量變化明顯，即無水排放呈不連續(xù)狀態(tài)，具有變化幅度大的特點；c在上午、中午、下午都有一個高峰時段。

（3）排放體制特征。農(nóng)村生活污水一般呈粗放型排放。很多農(nóng)村尚無完善的污水排放系統(tǒng)，污水沿道路邊溝或路面排放至就近的水體。少部分地區(qū)具有完善的污水排放系統(tǒng)。農(nóng)村生活污水中有機物含量高，N、P含量增多。人們無意識的排放和雨水的沖刷，使大量的有機質(zhì)和N、P等物質(zhì)流入湖泊等水體，如果不加以處理利用，常常會引起富營養(yǎng)化，給人們的身體健康帶來不利影響。

3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)路線
　　農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇要量力而行，充分考慮到農(nóng)村地區(qū)財力狀況薄弱、農(nóng)民實際承受能力較低這一普遍情況，處理工藝的選擇不能盲目攀比，不能一味地選擇時髦先進、處理效果好、自動化控制水平很高的處理工藝，而著重應(yīng)該考慮選用既成熟可靠，又適合農(nóng)村特點和實際的污水處理適用技術(shù)。建議污水處理技術(shù)的選擇優(yōu)先達到兩個目標：一是達標排放或回用；二是注重經(jīng)濟適用，運行成本低，管理維護簡單。而污水在通過前提的處理后，到達過濾裝置中運用HD。HD是一種高速、高效、智能過濾器。該過濾器是采用自適應(yīng)纖維濾料，小阻力配水系統(tǒng)，氣水聯(lián)合沖洗方式。具備傳統(tǒng)過濾器的主要優(yōu)點，同時多方面優(yōu)于傳統(tǒng)過濾器以及其他輕質(zhì)填料過濾池的特點，是一種更適應(yīng)、新型、高效的過濾技術(shù)。在采用HD裝置處理的污水后使其各項標準都能達標。

4 HD簡介

傳統(tǒng)過濾器過濾設(shè)備采用砂層過濾，砂濾的缺點是占地大、跑濾料、維護管理困難。而HD采用自適應(yīng)纖維濾料作為一種新型的過濾器過濾濾料，該濾料具有出水水質(zhì)好、占地小、不跑料、運行費用低、維護管理方便等優(yōu)點，是農(nóng)村生活污水處理的理想設(shè)備。

4.1 自適應(yīng)纖維濾料

HD是采用自適應(yīng)纖維球濾料，自適應(yīng)纖維濾料器有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是出水孔板在下部，一種是出水孔板在上部，長纖維束一端固定在出水孔板上，另一端與一質(zhì)量極小的限制纖維束相對位置的構(gòu)件連接。所謂自適應(yīng)，是指不依靠其他裝置，僅靠水流對纖維層的水頭阻力實現(xiàn)對纖維層的壓縮。實際上，長纖維絲的縱向剛度很小，只要對纖維進行適當(dāng)處理并保持適宜的裝填密度，依靠濾層的水頭阻力就完全可以像纖維球過濾器一樣將纖維層壓縮。

當(dāng)水流自上向下通過纖維層時，在水頭阻力作用下，纖維承受向下的縱向壓力且越往下則纖維所受的向下壓力越大。由于纖維縱向剛度很小，當(dāng)縱向壓力足夠大時就會產(chǎn)生彎曲，進而纖維層會整體下移，最下部纖維首先彎曲并被壓縮，此彎曲、壓縮的過程逐漸上移，直至纖維層的支撐力與纖維層的水頭阻力平衡（壓縮過程需3～5min ）。由于纖維層所受的縱向壓力沿水流方向依次遞增，所以纖維層沿水流方向被壓縮彎曲的程度也依次增大，濾層孔隙率和過濾孔徑沿水流方向由大到小分布，這樣就達到了高效截留懸浮物的理想床層狀態(tài)。清潔床層壓縮達到平衡后的壓縮情況見表 1。

表1 自壓式纖維過濾裝置壓縮達到平衡時的情況

纖維層位置由上至下cm

纖維層各段初始高度cm

各段被壓縮后高度cm

0

20

20 78.3 99 119.5

78.3 99 119.5 136.5

58.3 20.7 20.5 17

136.5

150

13.5

壓縮比（壓后高/壓前高）

1

0.91 0.63 0.46 0.41

0.37

注：流速為30m/h ，水溫為13℃ 。

4.1.2 自適應(yīng)纖維濾料特點

自適應(yīng)纖維過濾器的有效過濾面積大，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，出現(xiàn)機械故障的因素極少，且接近出水位置的纖維壓縮比大，大都呈橫向狀態(tài)。自適應(yīng)纖維系統(tǒng)在纖維束濾料基礎(chǔ)上，增加了出水孔板，使其兼有纖維濾料和顆粒濾料的優(yōu)點，由于濾料特殊的結(jié)構(gòu)，使濾床孔隙率很快形成上大下小的梯度密度，使過濾器濾速快、截污量大、易反沖洗，通過特殊的設(shè)計，使加藥、混合、絮凝、過濾等過程在一個反應(yīng)器內(nèi)進行，使設(shè)備能有效除去養(yǎng)殖水體中懸浮有機物，降低水體COD、氨氮、亞硝酸鹽等，特別適合于暫養(yǎng)池循環(huán)水固體懸浮物過濾。

4.1.3 HD工作原理

在進水泵的吸收管段投加絮凝劑，絮凝劑和原水通過水泵葉輪攪拌作用將兩者快速均勻混合，并和原水中的細小懸浮物和膠體物質(zhì)進行微絮反應(yīng)。原水經(jīng)過增壓后進入過濾器內(nèi)部水結(jié)構(gòu)進行均勻布水，絮凝反應(yīng)后的原水通過濾床，大量的微絮凝絮體被截留。剛開始過濾的出水濁度一般達不到要求，這時的出水叫正排水，排水經(jīng)過管道排放處理。排水時間一般為2～3分鐘后，切換閥門，將合格水送至清水池或者其他用水點。直到過濾水頭損失達到設(shè)定值或者達到設(shè)定的過濾時間，即一個過濾周期，此時將進行反沖洗。反沖洗時，清水由反沖洗泵送入，經(jīng)過過濾器底部，由下至上對濾床進行松動1～2分鐘，而后停止松動，由反沖洗風(fēng)機供應(yīng)空氣沖洗3～5分鐘，再氣水同時反沖洗8～10分鐘，最后水漂1～2分鐘，整個反沖洗過程約15～20分鐘。

JY 加藥管 QS 清水管 KQ空氣管FX 反洗管XD 消毒管1.原水增壓泵 2.加藥設(shè)備3.羅茨風(fēng)機 4.HD高效過濾器 5.反洗水泵 6.消毒設(shè)備V1 原水進水閥 v2 正洗排水閥 v3 過濾出水閥 v4 水沖閥 v5 排水閥 v6 進氣閥 v7 排尾閥

4.1.4 HD與傳統(tǒng)過濾器的對比

傳統(tǒng)過濾器過濾設(shè)備采用砂層過濾，砂濾的缺點是占地大、跑濾料、維護管理困難。自適應(yīng)纖維濾料作為一種新型的過濾器過濾濾料，具有出水水質(zhì)好、占地小、不跑料、運行費用低、維護管理方便等優(yōu)點，是水處理的理想設(shè)備。HD結(jié)構(gòu)如圖3所示。它是由兩個支座支撐濾布的垂直安裝于中央集水管的平行過濾轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來的，一套裝置的過濾轉(zhuǎn)盤數(shù)量一般為2～20個，每個過濾轉(zhuǎn)盤由4小塊扇形組合而成。過濾轉(zhuǎn)盤與HD先連接，原水進口通過原水泵到達HD，再經(jīng)過反洗風(fēng)機使得進來的水通過反洗水泵后，達到達標排放清水。

5 HD與傳統(tǒng)過濾器設(shè)計參數(shù)

5.1 HD與傳統(tǒng)過濾器設(shè)計參數(shù)及應(yīng)用特點

目前傳統(tǒng)過濾器一般采用向下流過濾方式，因而反沖洗過后造成濾料粒徑自上至下逐漸增大了濾層結(jié)構(gòu)，上層的小粒徑濾料起著主要的載污作用，因此大大增加了各種過濾條件，使得傳統(tǒng)過濾器在過濾中得到許多限制因素，而HD在采用傳統(tǒng)過濾器的基礎(chǔ)上在過濾器核心上下部位加了過濾纖維，使得在過濾中起到了很好的作用。以下是兩種過濾的應(yīng)用對比，見下表2。

表2 HD與傳統(tǒng)過濾器設(shè)計參數(shù)及應(yīng)用特點

類型

工作壓力

Mpa

工作溫度

℃

水頭損失

Mpa

納污量

kg/m³

反沖洗耗水

過濾介質(zhì)

過濾周期

特點

HD

＜0.4

5～55

0.05～0.1

16～36

1%～1.5%

HD自適應(yīng)短纖維濾料

8～24h（視水情況而定）

工藝路線成熟可靠，應(yīng)用廣泛；運行穩(wěn)定，操作簡單；自適應(yīng)性，不對稱結(jié)構(gòu)濾料；反沖洗采用氣～水聯(lián)合反沖洗；主體材質(zhì)可采用碳鋼、不銹鋼。

傳統(tǒng)過濾器

＜0.6

5～45

0.55～0.3

4～9

2%～

3.5%

傳統(tǒng)砂濾

16～ 32h（視水情況而定）

納污量小，運行不穩(wěn)定；操作過于復(fù)雜，反沖洗運行麻煩；主體結(jié)構(gòu)主要是鐵制，易于老化。

由表2知，在兩種設(shè)備正常運行的情況下，HD各方面的特點都強于傳統(tǒng)過濾器，從而能使HD更好的運用在農(nóng)村生活污水處理的實際工程當(dāng)中。

5.2 HD反沖洗設(shè)備

反沖洗是為恢復(fù)濾池正常工作所采用的反向水流沖洗濾層的操作過程。操作反沖洗設(shè)備時水流經(jīng)底部排水系統(tǒng)反向通過濾池，以沖洗掉濾料中的堵塞物質(zhì)，并減少產(chǎn)生水頭損失的因素。反沖洗設(shè)備中水泵和風(fēng)機的好壞直接關(guān)系到反沖洗的效率。傳統(tǒng)過濾器的反沖洗設(shè)備落后使得過濾效果到不到理想的要求，而HD過濾器采用優(yōu)良的水泵和風(fēng)機，使得效率遠遠高于傳統(tǒng)過濾器。下表是HD與傳統(tǒng)過濾器反沖洗設(shè)備參數(shù)對比：

表3 參數(shù)對比表

直徑mm

項目

類型

350

800

1000

1600

2000

HD效過濾器

水泵

流量m³/h

3.9

11

17.5

50

70

揚程（m）

10.6

10

13.7

12.5

13.6

電機功率kw

0.37

0.75

1.5

3

5.5

風(fēng)機

風(fēng)量m³/min

0.34

1.81

2.84

7.14

11.44

升壓Kpa

39

60

電機功率Kw

0.75

5.5

15

22

傳統(tǒng)過濾器

水泵

流量m³/h

2.8

9.2

15

40

60

揚程（m）

12

13.5

13.0

13.6

電機功率kw

0.37

0.75

1.5

3

5.5

風(fēng)機

風(fēng)量m³/min

0.25

0.65

1.2

2.5

4.8

升壓Kpa

25

50

電機功率Kw

0.75

5.5

15

22

其中HD需要的空氣壓力為：34～80Kpa，水壓力為：0.1～0.2Mpa，反沖時間更是只需15～20min；而傳統(tǒng)的過濾器這些參數(shù)都遠遠差于HD。

5.3 HD設(shè)備規(guī)格

HD主體材質(zhì)采用碳鋼、不銹鋼。大大提高了設(shè)備的使用壽命，為此，在設(shè)備制造過程中同樣是節(jié)約了設(shè)備原材料的使用，從而大大降低了生產(chǎn)成本和運用成本；每個設(shè)備的規(guī)格在設(shè)計的同時都考慮了在實際當(dāng)中運用的效果。以下是HD在設(shè)備規(guī)格及選型上與傳統(tǒng)過濾器的對比：

表4 設(shè)備規(guī)格對比

	直徑（mm）	處理水量m³/h	濾料重量/kg	設(shè)備凈重/kg	設(shè)備高度/mm
HD	350	4.2	5.6	135	2200
	800	22	48	580	3540
	1000	31	77	890	3660
	1600	80	193	2160	4200
	2000	125	298	3690	4500
傳統(tǒng)過濾器	350	3.1	6.6	160	2300
	800	18	60	680	3650
	1000	28	95	1120	3810
	1600	70	218	2380	4500
	2000	105	320	4050	5000

注：濾前水質(zhì)若含有各種金屬離子時,則應(yīng)進行預(yù)處理。

6 結(jié)論

HD經(jīng)濟適用，運行成本低，管理維護簡單；小阻力配水系統(tǒng)，氣水聯(lián)合沖洗方式, 具有出水水質(zhì)好、占地小、不跑料、運行費用低、維護管理方便等優(yōu)點，是水處理的理想設(shè)備。同時HD具備傳統(tǒng)過濾器的主要優(yōu)點，且多方面優(yōu)于傳統(tǒng)過濾器以及其他輕質(zhì)填料過濾池的特點，是一種更適應(yīng)、新型、高效的過濾技術(shù)。HD在小流量農(nóng)村生活污水處理中具有比傳統(tǒng)過濾器更先進更快速的過濾時間，未來更是需改進其更先進的技術(shù)，達到更大量處理更多污水的污水達標。

參考文獻

[1]何剛，等．新農(nóng)村污水治理工作的探討[J]．北京水務(wù)，2007，（6）．

[2]肖剛，肖勁中，等．廣州恒德水處理科技有限公司．
[3]成先雄，嚴群．農(nóng)村生活污水土地處理技術(shù)[J]．四川環(huán)境，2005，（2）．
[4]洪嘉年．農(nóng)村水環(huán)境污染防治的認識和建議[J]．給水排水，2006，（1）．

[5] 生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749～85）國家衛(wèi)生標準,1986.8

致謝詞

時光荏苒，歲月如梭，這世上唯一不變的就是變化。轉(zhuǎn)眼間，真的是轉(zhuǎn)眼間，隨著畢業(yè)答辯的到來也宣布著大學(xué)時光即將結(jié)束。

首先誠摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師曹老師。在本論文寫作工廠中我的導(dǎo)師傾注了大量心血，從選題到到審查到修改，到一遍的指出論文的具體問題，嚴格把關(guān)，循偱善誘，在此我表示衷心的感謝。同時我還要感謝在學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師及支持我的同學(xué)和朋友。

本論文是在曹老師的多次來來回回的修改之下才得以完成的。論文的最終定稿使我復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有那么一點點小成就。

我要感謝，非常感謝咱們可敬可愛的曹紅葵老師，是曹老師的嘔心瀝血的指導(dǎo)才使得論文的完成。曹老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)使我深受其感。在論文的寫作和措詞方面她總會以專業(yè)標準來嚴格要求我，從選題到定題，一直到論文的反反復(fù)復(fù)修改曹老師總以耐心的指導(dǎo)，幫助我開拓思路指明錯誤。曹老師的時間是寶貴的，而指導(dǎo)的學(xué)生不止是我一個，除此之外她還要在教學(xué)方面?zhèn)湔n備案。我甚至能夠想象曹老師那單薄的影子在深夜的燈光下不知疲倦地為我們的論文指圈劃點。在此我衷心地向咱們可敬可愛的曹老師說一聲：老師，您辛苦了，謝謝您！

我要感謝，非常感謝董俊明老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴謹細心，文房四寶樣樣精通。在平時的閑聊中他總是像知心朋友一樣鼓勵你；在論文開始寫作之前，他總是給我灌輸思論文的各種要求，等等。總之，在董老師身上學(xué)到了太多太多。謝謝，謝謝您董老師！

我要感謝，非常感謝寧群華老師、吳岳云老師、曹世暉老師、豐寒平老師。特別是咱們的班主任寧老師，雖不曾與我們有過課程上的接觸，但對整個班級特別是對我在生活上，學(xué)習(xí)上給了我無微不至的關(guān)懷。寧老師在生活及學(xué)習(xí)上對我的關(guān)懷，也讓我在大學(xué)期間備受其益，著實感動。

我要感謝，我要感謝咱們班每一位同學(xué)特別是咱們211寢室的每一位同學(xué)。你們在三年的大學(xué)生活給了我太多太多的幫助和支持。謝謝你們，謝謝您們。“創(chuàng)建綠色校園，美化學(xué)習(xí)環(huán)境，我們是精誠團結(jié)、奮發(fā)向上的環(huán)保0901班。”

最后我要感謝我親愛的爸媽，謝謝你們二十年來對我的養(yǎng)育，是您們賜予了我的生命，才能讓我有的今天。我將會在以后的時光中努力再努力，好好的報答您的養(yǎng)育之恩。

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