聚氨酯海绵悬浮过滤工艺对溢流污水处理协同调控的本征特性与运行参数OA

【目的】合流制溢流(CSO)是导致城市水体水质恶化的主要诱因之一。悬浮过滤工艺作为应对CSO的有效手段,其核心效能受滤料本征特性与工艺参数的协同调控机制尚未明晰。【方法】文章采用聚氨酯海绵滤料,考察了海绵的亲疏水性、密度、开孔比、几何尺寸以及滤速、填充高度和滤床清洗方式对过滤性能的影响,并评估了该系统在颗粒物浓度梯度进水下的处理表现。【结果】开孔比是影响过滤性能的关键,开孔比为50的海绵展现出最优综合性能,其对悬浮物(SS)平均去除率为62.2%,过滤2 h后水头损失为20 mm。亲水性海绵的溶胀效应显著提升了流动阻力,水头损失较疏水海绵高8.3倍。较小的尺寸(10 mm)相对大尺寸(20 mm)海绵对SS去除率可提高16.1%。在滤速为30~60 m/h,初始水头损失与滤速呈正相关(r=0.33,p<0.001),但SS去除率相对稳定。SS截留率随填充高度增加而显著提高(r=0.36,p≤0.001)。反冲洗在首轮清洗周期可使初始水头损失恢复率达100%,显著优于直接排水方式(79.2%)。进水SS质量浓度在100~300 mg/L时,系统对SS、化学需氧量、总磷、总氮的去除率分别为46.8%~53.2%、22.1%~42.9%、12.2%~30.4%、38.9%~47.9%。【结论】文章为悬浮过滤工艺提供了滤料特性和运行参数调控策略,对实现高效、低能耗的溢流污水SS去除技术有重要的理论和工程价值。