高速纤维过滤装置「Marimo」
2019-10-28 15:10    来源:环保技术国际智汇平台

一、技术持有单位

    日立造船株式会社

二、适用范围

    广泛适用于污水处理厂,水质进化中心等处的污水深度处理,污水回用领域。

三、主要技术内容

    (一)基本原理

    此技术采用热固化成型的柱状纤维颗粒作为过滤材料,过滤速度可达1000-1500m/d且相对水头损失小于1m。SS去除率可达80%。采用二级处理出水进行反冲洗,且冲洗水量仅为最大处理水量的2%左右。

    (二)技术优势

    1、针对国内较常用的过滤技术有传统砂滤、转盘/滤布过滤、活性砂过滤器等,传统滤料比重大,滤料颗粒在水中自由沉降易形成滤饼,水体损失迅速增大,只能进行表层过滤,不能发挥整个滤床的截污能力,且反冲洗强度大。近年来,国内出现运用纤维材料作为滤料的过滤技术,如纤维球过滤器、彗星式纤维过滤器、刷型过滤器等,滤阻相对较低。但上述不同外形的纤维过滤材料,加工成型的方法主要采用机械扎结,通过纤维丝束间的空隙来去除水中的悬浮颗粒,空隙大小和空隙率易随水流速度和滤层厚度等 参数波动,影响深层过滤效率的稳定,且不易反冲洗,或者冲洗时易破碎或流失。因而,研究一种实现稳定深层过滤的过滤技术对于提高过滤效率是十分必要的。

    2、技术创新点

    (1)采用热固化成型的柱状纤维颗粒作为过滤材料,相较于石英砂等滤料,具有比重小、空隙率高的优点,反冲洗能耗低;相对于国内常见的纤维过滤材料,由于采用特殊的热固化成型工艺加工,具有更好的机械强度和抗磨性,在过滤和冲洗过程中,不易破碎和磨损,不会出现纤维易缠绕问题;

    (2)由于滤料的特殊结构和性能,该高效过滤器可采用二级处理出水进行反冲洗,且冲洗水量仅为最大处理水量的2%左右,降低运行成本;

    (3)过滤速度快,可达1000-1500m/d,相对水头损失小于1m,SS去除率可达80%,具有节省用地、降低能耗、出水效果好等优点,可解决已有污水厂提标改造时用地紧张时如何满足处理出水达标的问题;

    (4)滤料使用寿命长,最长可达20年,不存在砂滤池定期更换滤料而产生大量固废的问题。

四、技术指标及使用条件

    (一)技术指标

    1、污染治理效果

    通常的二级处理之后,追加本处理工艺,以悬浮物计算,可以去除50%~80%。前段进行絮凝沉淀处理的情况下,出水的总磷浓度可达0.4mg/L以下,可以满足一级A排放标准。

    2、二次污染及其控制

    无废水、废气和固废,不会对环境造成新影响。

    3、主要工艺运行及控制参数

    过滤速度:1,000~ 1,500m/天

    水头损失:1.0m~1.5m程度

    洗净排水量:日最过滤水量的2%以下

    过滤材料的年损耗率:1%以下

    SS去除率:50~80%

    设置面积:快速砂滤装置的1/2以下

    絮凝剂:可以无添加处理(以上为无添加时的性能)

    4、工艺流程

    图1 工艺流程图

    处理流程:

    2级处理水流入;

    向下流式过滤;

    排水后、使用过滤水和空气进行空气水洗;

    排放清洗水;

    进入下一个过滤阶段。

    5、主要经济指标

    根据处理水量水质,单位投资成本上下浮动,一般和通常的砂滤投资成本同等水平。没有药耗,运行成本低于传统式砂滤,转盘/滤布过滤等工艺。

    6、技术可达到的污染物排放标准

    SS去除率:50~80%

    (二)典型规模

    典型处理规模为8000m3/d、1万m3/d、5万m3/d、10万m3/d、50万m3/d、100万m3/d。

五、关键设备及运行管理

    (一)主要设备

    高速纤维过滤塔/池。

    (二)运行管理

    通过与水厂中央监控平台联网,实时监控装置运行状况。由于装置无动力源,可以实现运行全自动化全天24小时运行。

六、投资效益分析

    (以沈阳建筑大学国家水专项处理设施2000 m3/d项目为例)

    (一)投资情况

    总投资50万元,其中设备投资50万元。单位处理能力投资250元/t

    (二)运行费用

    水泵使用二级处理工艺出水泵,处理水重力排放,本设施的使用电力仅为清洗用空气泵(3.7KW),概算年电费4200元,年处理水量73万立方米,单位电耗0.06元/ m3。本工艺不使用药剂,自来水。

    (三)效益分析

    1、经济效益分析

    (1)本项目出水水质达到《城市污水再利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准,出水回用于当地道路清扫、环卫用水,节约大量新鲜水消耗,经济效益显著;

    (2)本项目日常运行不外排有机剩余污泥,节省污泥处理费用;

    (3)本项目占地面积仅为常规沙滤工艺的1/3,节省大量用地投资;

    (4)本项目无人值守,降低了人工运行成本。

    2、环境效益分析

    该技术可减少污染物排放量SS80%以上。

七、技术成果鉴定与鉴定意见

    (一)组织鉴定单位

    沈阳建筑大学

    (二)鉴定时间

    2015年11月

    (三)鉴定意见

    沈阳建筑大学邀请辽宁省环保厅,辽宁省城乡建设规划设计院,沈阳水务集团等单位对“新型纤维高速过滤工艺污水深度处理试验研究”进行了鉴定。鉴定结论认为,该工艺处理水质优于城镇污水处理厂一级A排放标准,部分指标可达到地表水环境质量标准四类水体要求,为应用于严寒地区城镇污水厂二级出水的深度处理提供了一种可靠的技术途径。该技术具有过滤速度高,占地面积小,滤床纳污能力强,工作周期长,水头损失小等特点,明显优于传统深度处理工艺,具有创新性。鉴定认为该成果达到了同类研究领域的国际先进水平。

八、推广与应用示范情况

    (一)推广情况

    1、2014年至2015年在抚顺市三宝屯污水处理厂完成了针对中国北方寒冷地区城镇污水厂污水水质特点和满足污水深度处理工程需要的实机验证运行。2017年在同处理厂设置了每天处理2000吨的设施,已经开始运转。

    2、2016年通过广东省科技厅的中日合作项目审查并在2019年前完成针对华南地域污水厂污水水质的实机验证运行。

    3、同时在东北地域与华南地域开展数项针对于污水厂的一级A提标改造的项目对接。

    4、2018年承接广州市开发区东区水质净化中心10万 m3/d污水深度处理项目。

    (二)应用情况

    1、主要用户名录

    沈阳建筑大学,应用起始时间为2014年。

    2、用户意见

    该工艺处理水质优于城镇污水处理厂一级A排放标准,部分指标可达到地表水环境质量标准四类水体要求,在严寒地区城镇污水厂二级出水的深度处理中运行稳定可靠。该技术具有过滤速度高,占地面积小,滤床纳污能力强,工作周期长,水头损失小等特点,明显优于传统深度处理工艺。

九、专利及获奖情况

    (一)专利情况

    1、2010年4月26日 经由日本国专利厅签发【水处理用滤材】设计版权。

    2、水处理用滤材(意匠登录第1386344号),日本国特许厅,2010。

    (二)获奖情况

    荣获日本(财)下水道新技术推进机构颁发的「建设技术审查证书(下水道技术)」,2005年3月。

十、技术服务方式

    本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可由日本日立造船株式会社独立操作,高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。公司有专人负责售后服务,能够为客户提供最佳的售后服务。

十一、单位信息

    (一)单位简介

    (二)联系方式

    咨询单位:日立造船株式会社

    联 系 人:韩家骏

    电 话:81-36404-0843 15701633650

    电子邮箱:han_j@hitachizosen.co.jp

    咨询单位:日立造船贸易(上海)有限公司北京分公司

    地 址:北京市朝阳区东三环北路5号北京发展大厦1401A室

    邮 编:100004

    联 系 人:毕光明

    电 话:010-6590-8481

    电子邮箱:biguangming@hitachizosen.com.cn

    (编写人:日立造船株式会社,韩家骏)