污水过滤处理工程：HJ 2008-2010 的八类滤池、滤速滤料组成与反冲洗控制

一、过滤在流程里的位置与进水门槛

HJ 2008-2010《污水过滤处理工程技术规范》由原环境保护部于 2010 年 12 月 17 日批准，自 2011 年 3 月 1 日起实施，为首次发布。标准适用于城镇污水或工业废水处理工程过滤单元工艺的设计、施工验收与运行管理。主要起草单位为江苏省环境科学研究院、东南大学、扬州澄露环境工程有限公司与江苏鹏鹞环境工程设计院。

第 4 章按进水悬浮物划出了三档门槛，这是选型的第一个动作：常规过滤适用于污水二级生物处理出水、工业废水化学沉淀出水和气浮出水，进水 SS＜20 mg/L；作为深度处理（活性炭吸附、膜技术、离子交换等）的预处理时，要求滤池进水 SS＜10 mg/L；直接过滤（微絮凝接触过滤）的进水 SS 可适当放宽至＜60 mg/L，但滤料粒径应相应增大。4.1 条同时明确，过滤工艺可用于各种水量、较低浓度悬浮物的分离；6.2.1 条进一步建议过滤工艺宜用于工业废水和城镇污水处理工程的深度处理单元。

二、八类滤池怎么选

6.1 条列出常用型式：普通快滤池及其衍变形式（双阀滤池、翻板滤池、双层滤料滤池）、V 型滤池、重力式无阀滤池、压力滤池与转盘滤池。6.2.2 条给出一条清晰的规模分档：快滤池（含普通快滤池、双阀滤池、翻板滤池、V 型滤池等）适用于大、中型污水处理厂（站）；无阀滤池、压力滤池适用于小型污水处理厂（站）；转盘滤池可用于不同规模的城镇污水及工业废水处理厂（站）。6.2.4 条进一步要求，除无阀滤池、压力滤池和转盘滤池外，分格数原则上不宜少于 4 格。滤料方面，6.2.3 条要求有足够机械强度与抗腐蚀性能，宜采用石英砂、无烟煤、陶粒和瓷砂等。

表 1 逐类给出特点与适用条件，其中四条可直接用于方案排除：普通快滤池单池面积不宜超过 50 m²，水冲洗效果较差、有条件时宜采用表面冲洗或空气助洗设备；翻板滤池设备较多、一次性投资较大且运行电耗较高，适用于悬浮物含量较大的大、中水量；双层滤料滤池滤料选择要求高、易流失、冲洗困难易积泥球，宜采用大阻力配水系统和辅助冲洗设备；压力滤池采用变水头等速过滤，水质不如减速过滤，单池面积应小于 10 m²，适用于无高程利用的小水量；重力式无阀滤池单池面积较小、冲洗效果差且反洗时浪费一部分水量，需要有可利用的高程；V 型滤池要求进水 SS＜15 mg/L 并要求配置自控系统；转盘滤池耐冲击负荷、错流过滤、水头损失小。

三、滤速与滤料组成

6.3.1 条规定：滤池应按正常情况下的滤速设计，并以检修情况下的强制滤速校核。表 2 给出三组取值：

• 单层粗砂滤料（石英砂）：粒径 d10=0.8 mm，不均匀系数 K80＜2.0，厚度 700 mm，正常滤速 8～10 m/h，强制滤速 10～12 m/h；
• 双层滤料：无烟煤 d10=1.0 mm、K80＜2.0、厚度 300～400 mm，石英砂 d10=0.8 mm、K80＜2.0、厚度 400 mm，正常滤速 9～12 m/h，强制滤速 12～16 m/h；
• 均匀级配粗砂滤料（石英砂）：粒径 d10=1.0～1.3 mm，K80＜1.4，厚度 1 200～1 500 mm，正常滤速 8～10 m/h，强制滤速 10～12 m/h。

标准同时提醒：污水过滤的滤速应高于给水过滤的滤速，滤料的粒径亦应相应加大，工程上应根据进水水质、滤后水水质要求与滤池构造等因素，通过试验或参照相似条件下已有滤池的运行经验确定。6.2.6 条给出级配校核指标——滤料层厚度 L 与有效粒径 d10 之比：细砂及双层滤料过滤应大于 1 000；粗砂及三层滤料应大于 1 250。

四、配水配气系统

4.1 管渠流速取值（6.4.2 条）

• 进水管 0.8～1.2 m/s；出水管 1.0～1.5 m/s；
• 冲洗水 2.0～2.5 m/s；排水 1.0～1.5 m/s；
• 初滤水排放 3.0～4.5 m/s；输气管 10～15 m/s。

4.2 长柄滤头配水配气（6.4.1 条第 3 款）

• 配气干管进口处的流速为 10～15 m/s；
• 配水（气）渠配气孔出口流速为 10 m/s 左右；
• 配水干管进口端流速为 1.5 m/s；
• 配水（气）渠配水孔出口流速为 1～1.5 m/s；
• 干管（渠）顶上宜设排气管，排出口设在滤池水面以上。

4.3 大阻力与小阻力（6.4.3 条）

• 大阻力穿孔管配水系统：孔眼总面积与滤池面积之比（开孔比）宜为 0.20%～0.25%；配水干管（渠）进口处流速 1.0～1.5 m/s；配水支管进口处 1.5～2.0 m/s；配水支管孔眼出口流速 5～6 m/s；
• 大阻力承托层（表 3，自上而下）：砾石 2～4 mm 厚 100 mm、4～8 mm 厚 100 mm、8～16 mm 厚 100 mm，第 4 层砾石 16～32 mm 且本层顶面应高出配水系统孔眼 100 mm；
• 小阻力滤头配水系统：缝隙总面积与滤池面积之比宜为 1.0%～1.5%，有条件时应取下限；开孔比一般宜保持在 1%～1.5%；
• 流量系数 α 应试验确定，无试验数据时参考表 4：滤头 0.8、缝式圆形栅条 0.85、木栅条 0.6、钢筋混凝土栅条 0.6、孔板 0.75、滤球 0.78。

五、反冲洗：方式、强度与时间

5.1 冲洗方式的选择（表 5）

6.2.8 条明确：滤池冲洗方式优先采用气水联合冲洗方式。表 5 按滤料组成给出冲洗方式与程序——单层粗砂级配滤料为"水冲"或"气冲—水冲"；单层粗砂均匀级配滤料为"气冲—气水同时冲—水冲"；双层煤、砂级配滤料为"水冲"或"气冲—水冲"。这里存在一个值得注意的关系：标准虽然把气水联合冲洗列为优先，但在表 5 中仍为单层与双层级配滤料保留了"水冲"这一路径，两条路径的适用边界取决于滤料级配形式，需结合表 6 与表 7 的强度参数一并判断。

5.2 单水冲洗强度（表 6，水温 20 ℃）

• 单层粗砂级配滤料：冲洗强度 12～15 L/（m²·s），膨胀率 45%，冲洗时间 5～7 min；
• 双层煤、砂级配滤料：冲洗强度 13～16 L/（m²·s），膨胀率 50%，冲洗时间 6～8 min；
• 表 6 注 1：当采用表面冲洗设备时，冲洗强度可取低值；注 2：应考虑由于全年水温、水质变化因素，适当调整冲洗强度的可能。

5.3 气水冲洗强度（表 7）

• 单层细砂级配滤料：先气冲 15～20 L/（m²·s）、2～3 min，后水冲 8～10 L/（m²·s）、4～5 min；
• 双层煤、砂级配滤料：先气冲 15～20 L/（m²·s）、2～3 min，后水冲 6.5～10 L/（m²·s）、4～5 min；
• 单层粗砂均匀级配滤料（第一组）：先气冲 13～17、1～2 min，气水同时冲气 13～17 + 水 3～4、历时 4～3 min，后水冲 4～8、2～3 min；
• 单层粗砂均匀级配滤料（第二组，含表面扫洗）：先气冲 13～17、1～2 min，气水同时冲气 13～17 + 水 2.5～3、历时 5～4 min，后水冲 4～6、2～3 min，表面扫洗 1.4～2.3 L/（m²·s）、全程；
• 表 7 注：粗砂均匀级配滤料采用气水冲洗时，冲洗周期宜采用 24～36 h。

冲洗空气的供应，宜采用鼓风机直接供气，中小型滤池亦可采用空气压缩机—贮气罐组合供气方式；空压机压力一般为 0.6 MPa；罗茨风机风量按表 7 供气强度与冲洗滤池面积计算。冲洗水泵流量按表 6（单水冲洗）或表 7（气水冲洗）与滤池面积计算，当同时有单水冲洗及气水联合冲洗时水泵可合用，流量取两者较大值；冲洗水箱容积宜为一次冲洗水量的 1.3～1.5 倍，水深不宜超过 3 m；冲洗水储水池容积可采用最大一次冲洗水量的 1.5 倍。

六、各型滤池的关键尺寸

• 普通快滤池（6.6.1 条）：配水系统宜采用大阻力配水系统；滤层表面以上水深宜采用 1.5～2.0 m；设计过滤周期宜为 12～24 h；池底坡度约 0.005 并坡向排空管；排气管管径一般为 20～40 mm，伸出滤池顶处应加截止阀；DN300 及以上的阀门及冲洗阀门一般采用电动、液动或气动阀；每格滤池应设水头损失计及取样管。粗粒滤料可达 1.2～2.0 mm，冲洗强度亦应相应调整。
• 翻板滤池（6.6.3.2 条）：宜采用无烟煤、石英砂双层滤料，滤层厚度应不小于 1.5 m，承托层宜采用粗—细—粗的粒径分布；宜采用小阻力配水系统，开孔率 β 宜取 1.2%～1.4%；宜采用气冲—气水冲—水冲的联合冲洗方式；反冲洗时滤层膨胀率宜为 15%～25%。
• 双层滤料滤池（6.6.3.3 条）：含短纤维及黏性污染物的废水不宜采用；最大无烟煤粒径与最小石英砂粒径比按式（15）计算，石英砂相对密度无资料时可取 2.65、无烟煤可取 1.82、不均匀系数 K 一般采用 1.25～1.5；冲洗排水槽顶距滤层表面高度按式（16）计算，其中石英砂层膨胀率 e1 为 40%～50%、无烟煤膨胀率 e2 为 50%～60%。
• V 型滤池（6.6.4 条）：滤层表面以上水深应不小于 1.2 m；进水槽槽底配水孔口至中央排水槽边缘的水平距离宜在 3.5 m 以内、最大不得超过 5 m；水槽斜面与池壁倾斜度宜采用 45°～50°；长柄滤头、滤帽或滤柄顶表面应在同一水平，误差不得大于 ±5 mm；冲洗排水槽顶面宜高出滤料层表面 500 mm；过滤周期宜采用 24～48 h；单格滤池宽度一般在 3.5 m 以内、最大不超过 5 m；V 型槽内设计始端流速不大于 0.6 m/s，底部水平布水孔内径一般为 φ20～30，过孔流速 2.0 m/s 左右，孔中心一般低于单独水冲洗时池内水面 50～150 mm；排水槽底板以≥0.02 的坡度坡向出口，底面最低处应高出滤板底约 0.1 m、最高处高出 0.4～0.5 m，槽内最高水面宜低于槽顶面 50～100 mm。气水室中配气孔顶宜与滤板板底相平，高差不宜超过 30 mm，过孔流速为 15 m/s 左右；配水孔底应平池底，孔口流速 1.0～1.5 m/s；长柄滤头开孔比 β 应在 1.2%～2.4% 之间，一般每平方米布置 30～50 个。
• 重力式无阀滤池（6.6.5 条）：平面为矩形，单格面积宜小于 25 m²，通常两格合建共用冲洗水箱，分格数宜采用 2～3 格；冲洗前的水头损失可采用 1.5 m；进水管内流速一般采用 0.5～0.7 m/s；虹吸破坏管管径宜采用 15～20 mm；分配箱大小一般为 （0.6 m×0.6 m）～（0.8 m×0.8 m）；顶盖面与水平面间夹角为 10°～15°；集水区高度一般可采用 300～500 mm。
• 压力滤池（6.6.6 条）：宜采用钢结构，内部结构类似普通快滤池；滤层厚度一般为 1.0～1.2 m，应采用粗粒均匀级配滤料与大阻力配水系统；周期运行末期水头损失允许值为 5～6 m；宜采用立式结构，直径不宜大于 3 m；用于除乳化油时应设计成气水联合冲洗的压力滤器，将上层石英砂更换为核桃壳滤料。
• 转盘滤池（6.6.7 条）：进水 SS 宜小于 30 mg/L、瞬时 SS 不大于 80 mg/L，出水 SS 小于 5 mg/L；滤布平均滤速宜选用 7～10 m/h、短期可达 12 m/h；峰值流量系数 1.1～1.4；水流通过滤布水头损失 0.25～0.3 m；反冲洗强度 300～350 L/（m²·s）、反冲洗时间一般为 1～2 min；反冲洗压力一般为 5～6 kPa，按单组逐组清洗。

七、检测、运行与三条安全红线

第 8 章的检测要求可直接落到仪表清单：过滤进出水 SS 及水头宜设置水质在线监测系统；主要检测项目为进出水 SS、浊度、进出水水头，必要时进行氨氮、硝氮监测；操作人员与检测人员应经培训后持证上岗，定期进行考核和抽检；检测人员应定期检测进出水水质，并对检测仪器、仪表进行校验；水质检测由污水厂化验室统一负责。

第 12 章的运行要点中，三条最容易被漏掉：一是初滤水——滤池反冲洗后重新过滤的初始阶段出水应排空或返回进水池，若较长时间不能达到出水水质要求则应检修滤池或更换滤料；二是翻洗周期——正常滤速下一般为半年到一年，如发现过滤出水水质变差则应提前进行翻洗，同时及时检修滤头是否损坏；三是补充滤料粒径——补充的滤料应选用 d50 粒径，或 d10～d80 的平均值，而不是沿用原设计级配的任意值。多格滤池应并联使用，采用多格等速过滤、单格减速过滤的运行方式；运行时当水头损失达到规定值应及时冲洗；滤层表面滤料应粒度均匀，当出现粗滤料"泛出"现象时应及时检修配水系统。

安全方面，10.4 条要求敞开式水池应设计安全栏杆及防滑扶梯，并配备救生衣及救生圈；10.5 条要求按消防的有关规定配备必要的消防装置，严格执行建筑防火规范，留有足够的防火距离；10.1 条要求生产过程采取相应措施避免水环境、大气、噪声以及固体废弃物的二次污染。需特别提示的是，本标准未规定滤后水消毒接触时间、反冲洗废水回流比的具体限值，也未给出不同行业二级出水可滤性差异的修正系数；这些参数应依据项目环评批复、同类工程运行数据并结合试验确定。本稿依据的是发布稿，正式使用时应以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。