雙層級配濾料—為了解決單層級配濾料表層堵塞的弊端和實現(xiàn)“反粒度”深層過濾,改善粒徑的不合理分布,采用雙層級配濾料在一定程度上優(yōu)化了濾料層結構、提高了過濾速度、延長了過濾周期,而且出水水質、截污量和深度也都有顯著提高。但反沖洗后,雙層級配濾料中每一層仍表現(xiàn)出“正粒度”的特征,這正是其較大的癥結所在。另外,雙層級配濾料還存在反沖洗后兩種濾料相互混雜而影響過濾的情況。目前采用的雙層級配濾料主要有無煙煤—石英砂雙層濾料、活性炭—石英砂雙層濾料、陶!⑸半p層濾料和陶!i砂雙層濾料等。
(1)無煙煤—石英砂雙層濾料。
在成都市五水廠采用無煙煤—石英砂雙層濾料和單層石英砂濾料進行對比試驗,原水來自該水廠1#機械加速澄清池。濾料層厚度均為80cm,無煙煤濾料層厚度50cm,下層石英砂濾料層厚度30cm。實驗發(fā)現(xiàn),在相同過濾速度下,對于有一定有機物污染的水,煤砂雙層濾料的綜合過濾性能優(yōu)于單層石英砂濾料,煤砂雙層濾料濾床對CODMn、氨氮和色度等的去除能力顯著優(yōu)于單層石英砂濾床,如煤砂雙層濾料濾床對氨氮的平均去除率為69.47%,遠高于單層石英砂濾床,煤砂雙層濾料濾床對色度的平均去除率為96.99%,比單層石英砂濾床對色度的平均去除率高出20%,出水色度低,平均僅為0.2cu,同時,其去除狀況在經(jīng)歷過最初的濾床成熟期后非常穩(wěn)定,而石英砂濾床去除情況波動比較大。這樣采用煤砂雙層濾料濾床可以降低消毒氯量,節(jié)省生產(chǎn)成本,并降低生產(chǎn)控制難度。
(2)活性炭—石英砂雙層濾料。
嘉興南門水廠建于20世紀年代初,采用常規(guī)工藝,設計規(guī)模為5×104m3/d。因原水水質較差(超標因子為氨氮、CODMn、Mn、DO等),目前可以低負荷運行,實際生產(chǎn)能力約為3×104m3/d。為了改善和提高水廠出水水質,考慮到場地等條件的限制,在預氧化強化混凝的基礎上,將原來的普通石英砂濾池改造為活性炭—石英砂雙層濾料濾池,上部活性炭層高70cm,下部石英砂層高30cm。進行穩(wěn)定運行期后,活性炭—石英砂雙層濾料濾池可消減氨氮負荷0.70-1.30mg/L,而原石英砂濾池去除氨氮負荷只有0-0.3mg/L;活性炭—石英砂濾池對CODMn和錳的去除率為15%-22%,對錳的去除率≥90%,均遠高于原普通單層石英砂濾池對CODMn和錳的去除率,而制水成本僅增加約0.025元/m3;同時出水色度、嗅和味也有明顯改善。該技術改造與原有工藝能很好地銜接,運行管理方便,制水增加不多,比較適合老水廠技術改造。實踐證明,強化混凝—生物活性炭/砂雙濾料池組合工藝是處理低氨氮(<1.5mg/L)、低CODMn(4-6mg/L)、低錳(<0.7mg/L)微污染原水的經(jīng)濟性選擇。
(3)陶粒—石英砂雙層濾料。
試驗采用的陶粒—石英砂雙層濾料為:石英砂厚0.45m(粒徑0.7-1.2mm),陶粒厚0.4m(粒徑1-2mm),礫石承托層厚0.35m。在進水濁度5-10NTU且呈波狀起伏的情況下,出水濁度基本在0.5NTU左右,當運行9h后,出水濁度>1NTU;陶粒有良好的吸附、過濾以及微絮凝作用,即通過絮凝劑在濾料中就能將有機物和無機顆粒捕獲,甚至能捕獲2μm小的顆粒;出水中Fe的含量由1.04mg/L下降為0.1mg/L,即對水中Fe有很好的去除作用,且出水水質穩(wěn)定;濾池的過濾速度可達到 10m/h。
為了與單層(石英砂)濾料的過濾效果比較,水廠采用單層石英砂濾料進行對比過濾試驗,石英砂(0.7-1.2mm)厚0.7mm,承托層厚0.35m,原水進水濁度為5-10NTU,濾速為8m/h,結果發(fā)現(xiàn)濾池的出水濁度雖然達到國家標準,但出水濁度值多在1.5-2.5NTU之間,且沒有絮凝發(fā)生,過濾運行7h后,即發(fā)生雜質穿透(出水濁度>3NTU),因此,反沖洗周期相對較短。雙層濾料的反沖洗周期至少是單層濾料濾池的2倍。