大型集中供水站(涵盖工业园区供水、市政给水预处理、区域性中水回用等)承担着稳定供应达标用水的重任。其预处理工艺的核心目标在于高效去除原水中的悬浮物、胶体、浊度,以保护后端深度处理单元(如膜系统、消毒设备)并保障管网安全。在此领域,砂石过滤器凭借其独特优势,扮演着不可替代的核心角色。
砂石过滤器在大型供水站中的核心优势
强大的处理能力与抗冲击负荷:集中供水站的原水(地表水、水库水、河水)通常水质波动大,尤其在汛期高浊。砂石过滤器采用深层过滤,滤床容污能力极强,能够有效缓冲水质波动,适应高浊度冲击(短时间内可承受数倍于设计浊度的进水),保证出水水质相对稳定。
运行成本相对经济:对于万吨级以上的大型水站,运行成本至关重要。砂石过滤器的主要运行成本为反冲洗水耗和电耗。虽然单次反洗耗水量较大,但其滤料(石英砂、无烟煤)寿命长(3-5年或更长),且本身价格低廉。与使用一次性滤袋或频繁更换滤芯的方案相比,在大规模处理场景下,其长期运行成本具有显著优势。
技术成熟,管理经验丰富:砂石过滤是水处理中最传统、最经典的工艺之一,运行管理规程成熟,从业人员熟悉。其状态易于通过进出口压差、出水浊度等常规指标进行判断,维护操作(反洗、换砂)标准化程度高,适合大型水站规范化、规模化的运营模式。
灵活的组合与改性潜力:作为“多介质过滤器”,其滤层可灵活配置。例如:
“无烟煤+石英砂+磁铁矿”多层滤料,形成由上至下粒径由粗到细的理想滤床,截污效果更佳。
在滤料表面加载混凝剂(接触过滤),或改用活性滤料(如活性氧化铝、锰砂),可同步去除浊度、磷、铁锰等,一机多用。
在集中供水预处理中的典型工艺位置
常规处理工艺链:
原水 → 混凝反应池 → 沉淀池/澄清池 → 砂石过滤器 → 消毒 → 清水池/管网
角色:在此工艺中,砂石过滤器是“把关”单元,进一步去除沉淀池未能完全沉降的细小矾花和悬浮物,将出水浊度从3-5 NTU降至<1 NTU,满足饮用水或工业用水标准。
深度处理/回用工艺链:
二级生化出水 → 混凝 → 沉淀/气浮 → 砂石过滤器 → 超滤(UF)/反渗透(RO) → 回用
角色:在膜法回用工艺中,砂石过滤器是至关重要的“膜前预处理”。它能有效降低进水SDI(污染密度指数),去除可能划伤膜丝的尖锐颗粒,极大减轻后续超滤或反渗透膜的污染负荷,延长化学清洗周期,是保护昂贵膜系统的关键屏障。
直接过滤工艺(适用于低浊原水):
原水(低浊) → 微絮凝 → 直接进入砂石过滤器 → 消毒
角色:省略沉淀池,将混凝后的水直接送入砂石过滤器,实现“接触过滤”。该工艺节省占地和投资,但对原水水质和混凝控制要求较高。
设计与运行关键点
大型化与模块化:单台处理量可达数百甚至上千立方米/小时。通常采用多罐并联运行、轮流反洗的模式,保证连续供水。
自动化控制:大型水站普遍采用基于时间或压差触发的全自动反冲洗系统,配备PLC集中控制,降低劳动强度。
反洗水回收:为节约水资源,反冲洗排水通常回收至沉淀池前端再处理。
结论:在大型集中供水站领域,砂石过滤器并非一项过时的技术,而是经过时间检验的、可靠且经济的核心预处理解决方案。其强大的适应性、规模经济性和技术成熟度,使其在应对大规模、波动性原水处理,以及为深度处理工艺提供合格进水方面,持续发挥着基石作用。与新兴的膜过滤等技术形成互补与组合,共同构建安全、高效、可持续的现代供水系统。