大型集中供水站(涵蓋工業(yè)園區(qū)供水、市政給水預(yù)處理、區(qū)域性中水回用等)承擔(dān)著穩(wěn)定供應(yīng)達(dá)標(biāo)用水的重任。其預(yù)處理工藝的核心目標(biāo)在于高效去除原水中的懸浮物、膠體、濁度,以保護(hù)后端深度處理單元(如膜系統(tǒng)、消毒設(shè)備)并保障管網(wǎng)安全。在此領(lǐng)域,砂石過濾器憑借其獨(dú)特優(yōu)勢,扮演著不可替代的核心角色。
砂石過濾器在大型供水站中的核心優(yōu)勢
強(qiáng)大的處理能力與抗沖擊負(fù)荷:集中供水站的原水(地表水、水庫水、河水)通常水質(zhì)波動(dòng)大,尤其在汛期高濁。砂石過濾器采用深層過濾,濾床容污能力極強(qiáng),能夠有效緩沖水質(zhì)波動(dòng),適應(yīng)高濁度沖擊(短時(shí)間內(nèi)可承受數(shù)倍于設(shè)計(jì)濁度的進(jìn)水),保證出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。
運(yùn)行成本相對(duì)經(jīng)濟(jì):對(duì)于萬噸級(jí)以上的大型水站,運(yùn)行成本至關(guān)重要。砂石過濾器的主要運(yùn)行成本為反沖洗水耗和電耗。雖然單次反洗耗水量較大,但其濾料(石英砂、無煙煤)壽命長(3-5年或更長),且本身價(jià)格低廉。與使用一次性濾袋或頻繁更換濾芯的方案相比,在大規(guī)模處理場景下,其長期運(yùn)行成本具有顯著優(yōu)勢。
技術(shù)成熟,管理經(jīng)驗(yàn)豐富:砂石過濾是水處理中最傳統(tǒng)、最經(jīng)典的工藝之一,運(yùn)行管理規(guī)程成熟,從業(yè)人員熟悉。其狀態(tài)易于通過進(jìn)出口壓差、出水濁度等常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行判斷,維護(hù)操作(反洗、換砂)標(biāo)準(zhǔn)化程度高,適合大型水站規(guī)范化、規(guī)?;倪\(yùn)營模式。
靈活的組合與改性潛力:作為“多介質(zhì)過濾器”,其濾層可靈活配置。例如:
“無煙煤+石英砂+磁鐵礦”多層濾料,形成由上至下粒徑由粗到細(xì)的理想濾床,截污效果更佳。
在濾料表面加載混凝劑(接觸過濾),或改用活性濾料(如活性氧化鋁、錳砂),可同步去除濁度、磷、鐵錳等,一機(jī)多用。
在集中供水預(yù)處理中的典型工藝位置
常規(guī)處理工藝鏈:
原水 → 混凝反應(yīng)池 → 沉淀池/澄清池 → 砂石過濾器 → 消毒 → 清水池/管網(wǎng)
角色:在此工藝中,砂石過濾器是“把關(guān)”單元,進(jìn)一步去除沉淀池未能完全沉降的細(xì)小礬花和懸浮物,將出水濁度從3-5 NTU降至<1 NTU,滿足飲用水或工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。
深度處理/回用工藝鏈:
二級(jí)生化出水 → 混凝 → 沉淀/氣浮 → 砂石過濾器 → 超濾(UF)/反滲透(RO) → 回用
角色:在膜法回用工藝中,砂石過濾器是至關(guān)重要的“膜前預(yù)處理”。它能有效降低進(jìn)水SDI(污染密度指數(shù)),去除可能劃傷膜絲的尖銳顆粒,極大減輕后續(xù)超濾或反滲透膜的污染負(fù)荷,延長化學(xué)清洗周期,是保護(hù)昂貴膜系統(tǒng)的關(guān)鍵屏障。
直接過濾工藝(適用于低濁原水):
原水(低濁) → 微絮凝 → 直接進(jìn)入砂石過濾器 → 消毒
角色:省略沉淀池,將混凝后的水直接送入砂石過濾器,實(shí)現(xiàn)“接觸過濾”。該工藝節(jié)省占地和投資,但對(duì)原水水質(zhì)和混凝控制要求較高。
設(shè)計(jì)與運(yùn)行關(guān)鍵點(diǎn)
大型化與模塊化:單臺(tái)處理量可達(dá)數(shù)百甚至上千立方米/小時(shí)。通常采用多罐并聯(lián)運(yùn)行、輪流反洗的模式,保證連續(xù)供水。
自動(dòng)化控制:大型水站普遍采用基于時(shí)間或壓差觸發(fā)的全自動(dòng)反沖洗系統(tǒng),配備PLC集中控制,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
反洗水回收:為節(jié)約水資源,反沖洗排水通?;厥罩脸恋沓厍岸嗽偬幚?。
結(jié)論:在大型集中供水站領(lǐng)域,砂石過濾器并非一項(xiàng)過時(shí)的技術(shù),而是經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn)的、可靠且經(jīng)濟(jì)的核心預(yù)處理解決方案。其強(qiáng)大的適應(yīng)性、規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)成熟度,使其在應(yīng)對(duì)大規(guī)模、波動(dòng)性原水處理,以及為深度處理工藝提供合格進(jìn)水方面,持續(xù)發(fā)揮著基石作用。與新興的膜過濾等技術(shù)形成互補(bǔ)與組合,共同構(gòu)建安全、高效、可持續(xù)的現(xiàn)代供水系統(tǒng)。