摘要：纤维束滤料与均质石英砂滤料相比，纤维束滤料在过滤速度、截污容量、过滤精度、过滤周期等方面均有明显的优势。中试试验结果表明纤维束滤料过滤技术对浊度的去除效果更好，初滤水更容易稳定，并可有效减少占地面积。当滤速为16m/h时，纤维束滤料过滤出水浊度可达0.2NTU以下。
从20世纪80年代到现在，纤维束滤料过滤技术从研究到工程应用已有二十多年时间。在国外，以纤维束为滤料的滤器由于方案不够理想或其它原因至今未见推广应用的报导。在我国，纤维球过滤器和纤维束过滤器却早已进入实用化阶段。
纤维束过滤器是一种结构先进、性能优良的过滤设备。它采用高科技手段，用纤维束软填料代替石英沙滤料，成功地解决了石英砂滤料等颗粒状滤料在过滤和清洗过程中存在的各种问题：如水流阻力大，流速慢，易污染，板结，不易清洗，易跑砂等缺陷。纤维过滤器具有水流阻力小，流量大，过滤精度高，易清洗，不易污染等特点，实现了理想的深层过滤。纤维束过滤器的诞生，取得了巨大的社会效益和经济效益，已被广泛应用于电力、石油、化工、冶金、造纸、纺织、食品、自来水、游泳池等各种工业用水和生活用水及其废水的过滤处理，逐步成为石英砂滤料等颗粒状滤料过滤器的换代产品。
1 材料与方法
1.1 试验装置及工艺流程
试验于2006年11月~2006年12月在某石化水厂进行。试验装置采用钢制，且形状、尺寸相同的纤维滤池和均质滤池。
滤前水为澄清池出水，由提升泵分别提升至纤维滤池和均质滤池中，经滤池过滤后自流进入清水池中。当清水池中清水至高位时，池中的液位控制发出信号，反洗水泵（兼作清水泵）将清水提升至南进水渠中。当纤维滤池需要反洗时，手动启动反洗水泵1或反洗水泵2，并手动启动罗茨风机，通过旁通阀调整风量后进行气水反冲洗，反冲洗水排至北排水沟。当砂滤池需要反洗时，手动启动反洗水泵1和反洗水泵2（同时启动），并启动罗茨风机，通过旁通阀调整风量后进行气水反洗，反洗水排入北排水沟。
中试系统总设计处理水量为200m2/h，其中砂滤池处理水量为100m3/h，设计滤速为8m/h，平面净尺寸为1.6m×4.2m（共两格），其中水反洗强度为10L/sm2，气反洗强度为16L/sm2；纤维滤料滤池处理水量为100m3/h，平面尺寸为1.6m×4.2m（一格），滤速为16m/h，其中气反洗强度为80L/sm2，水反洗强度为8L/sm2.工艺流程见图1。
1.2 进水水质
试验原水为石化水厂澄清池出水，具体数据见表1。
表1 中试进水水质
| 项目 | 浊度/NTU | 色度/CU | 锰/mg·L-1 | COD/mg·L-1 | NH4-N/mg·L-1 |
| 数值 | 1.0-2.0 | 10-15 | 0.05-0.10 | 3.0-5.0 | 0.05-0.2 |
2 结果与讨论
2.1 滤速的对比
图2为出水浊度相近时，纤维滤池滤速与均质滤池滤速的对比。当纤维滤池滤速为20m/s，均质滤池滤速为8m/s时，出水浊度在0.15NTU左右。这表明，当出水浊度相近时，纤维滤池滤速是均质滤池滤速的2.5倍。从而可以看出，纤维滤池平均滤速和纳污量均远大于均质滤池。
图3为纤维滤池滤速为16m/h，均质滤池滤速为8m/h时，出水浊度的对比。由图3可以看出，当纤维滤池滤速为16m/h时，出水浊度低于0.1NIU，均质滤池滤速为8m/h时，出水浊度在0.1NTU以上，有时能达到0.2NIU。这主要是因为纤维滤池过滤时，滤层被压实，使滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小，密度逐渐加大，相应滤层孔隙直径逐渐减小，实现了理想的深层过滤。
2.2 过滤初期出水浊度变化
图4为纤维滤池和均质滤池在不同初始滤速下的初期滤出水浊度变化。试验结果表明，纤维滤池在初始滤速为16m/h时可使初滤水在6min内降至0.2NTU以下，且在过滤周期内滤出水浊度可稳定在0.1NTU以下，说明纤维滤池的过滤稳定性好，而均质滤料滤池在初始滤速为8m/h时，初滤水浊度和周期内出水浊度都不及纤维滤池。这是由于纤维滤料易于压缩，加之纤维滤料的均匀致密性、巨大的比表面积和良好的吸附性能，从而缩短了滤床的成熟期，保证了初滤水在很短的时间即可满足出水要求。
2.3 对有机物的去除效果
图5为纤维滤池和均质滤池出水CODmn的去除效果的比较。从图5可以看出，纤维滤池和均质滤池对有机物的去除都很少。分析认为，过滤只能去除附着在悬浮颗粒上的有机物，对溶解性有机物的去除效果较差，而悬浮颗粒在澄清池中已得到较大的去除，故过滤过程对有机物的去除效果较差。
3 结语
(1)纤维束滤料过滤出水水质好，优于均质石英砂滤料过滤。纤维束滤料过滤出水浊度能控制在0.1NTU，而均质石英砂滤料过滤出水浊度在0.2NIU左右。
(2)纤维束滤料过滤滤速大，纳污量大。当出水浊度相近时，纤维滤池滤速是均质滤池滤速的2.5倍。
(3)纤维滤池的初滤水水质好于均质滤池，出水稳定性好。
由以上结论可以看出，纤维束滤料过滤与均质石英砂滤料过滤相比在出水指标和过滤周期上均具有明显的优势。同时，由于纤维滤池滤速的特点，其占地面积仅为均质滤池面积的一半，因此具有巨大的技术和经济优势。
