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粒状滤料的种类与特性及在水处理中的应用

发布时间:2025-03-20 来源:kaiyuncom

  因煤滤料采用优质无烟煤经精选、破碎、筛选加工而成,具有高的含碳量百分比。无烟煤具有化学性质稳定、机械强度高、密度较小等优点,常用于生活给水及工业给水的过滤净化处理。

  性滤料是指以传统滤料如石英砂、陶粒为载体,采用酸处理、表面涂覆金氧化物层、高温处理等物理和化学的方法,对滤料载体进行表面改性,以增大其比表面积、提高其吸附能力,进而将其研究应用于污水处理和水质净化的新型滤料。

  性炭是以木炭、竹炭、果壳、优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有强的吸附能力,可以选择性地吸附气相或液相中的物质。

  活性炭由于具有比表面积大、吸附能力强等优点,在饮用水深度处理与难降解有机废污水处理领域有着广阔的应用。利用活性炭的吸附作用可以去除废水中有毒有害的污染物如重金属离子、有机农药、酚、氰化物等。活性炭也能用作生物膜法的填料,即形成生物活性炭。生物活性炭以活性炭为载体,通过在活性炭表明产生的生物膜的生物降解作用与活性炭本身的吸附作用相结合,降低了活性炭的吸附负荷,提高了活性炭的净化能力。

  沸石是一类含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物的总称,共有30 多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主,它们的含水量随外界温度和湿度的变化而变化。纯净的各种沸石均为无色或白色,但会因混入杂质而呈各种浅色。

  沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。因此,沸石具有优良的吸附性能和离子交换能力。

  石滤料具有吸附能力强、耐酸、耐碱、价格低等优点,可用于含氨、氟、苯以及铜、铅、镍等重金属离子废水的处理。

  火山岩又称火成岩,是火山喷发后岩浆瞬间冷凝形成的,主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、锰、氢、磷等元素组成。火山岩表面一般呈黑色或灰黑色,表面富有丰富的孔隙和通道。火山岩按二氧化硅含量可分为超基性、基性、中性、酸性四大岩类,其中以酸性火山岩(流纹岩、英安流纹岩)为主,约占85%;中性火山岩(英安岩、安山岩)约占 10%;基性火山岩(玄武岩)小于 5%;超基性火山岩较为少见。

  一般与石英砂滤料配合使用,形成多层滤池。使用时根据滤池的形式确定使参数,一般双层滤料的铺装厚度为 300~400 mm,正常滤速 10~14 m/h,强制滤速 14~18m/h;三层滤料铺装厚度 450 mm,正常滤速 18~20m/h,强制滤速 20~25 m/h。

  人工滤料是指以某些天然的矿物材料、化学原料或固体废弃物为原料,通过破碎、烧结、化学合成等物理或化学方法制得的新型滤料。与某些天然矿物滤料相比,人工滤料具有较强的吸附性能、大的孔隙率、较小的过滤阻力等优点。

  一般而言,过滤用的石英砂常用粒径为0.5~1mm,其堆积密度大约 1.6t/m²。根据滤料填充体积的大小及石英砂的堆积密度,即可计算出滤池中填充所需的石英砂质量。

  是指风化岩石经水流长期搬运而成的粒径为 2~60 mm 的岩石或矿物碎物。按平均粒径大小,又可把砾石细分为巨砾、粗砾和细砾三种∶平均粒径 1~ 10mm 的,称细砾; 10~100 mm 的,称粗砾;大于100 mm的,称巨砾。砾石滤料具有机械强度高、表面物理化学性质稳定等优点,常用作滤池中的承托层。

  在水处理领域,应用最为普遍的粒状滤料有砂石滤料(包括砾石、卵石、石灰石、麦饭石等)、石英砂、无烟煤、陶粒、火山岩、活性炭等。滤料的物理化学性能从根本上决定了滤池的功能和处理效果,根据其来源和属性可大致分为如下几类。

  天然矿物滤料具有表面性质稳定,价格低,净化效果好等优点,在给水与废水净化处理中得到了广泛的应用,其中最常见的天然矿物滤料包括∶石英砂滤料、砾石滤料、锰砂滤料、沸石滤料、火山岩滤料、无烟煤滤料等。

  锰砂滤料是采用优质锰砂矿经水洗打磨Байду номын сангаас杂、破碎、干燥、磁选、筛分、除尘等工艺加工而成。其外观呈黑褐色,近圆形,主要成分是二氧化锰,含量为35%~ 45%。

  锰砂大多数都用在地下水及矿井水的除铁、除锰过滤处理。在过滤过程中,由于锰砂表明产生的除铁、除锰活性滤膜的催化氧化作用,以及除铁、除锰生物膜的吸附氧化作用,使得其拥有非常良好的除铁、除锰能力,出水一般能达到生活饮用水中对铁、锰离子的浓度要求。

  陶粒是指利用固体废弃物如粉煤灰、煤矸石、生物污泥或某些矿物如黏土、亚黏土、页岩为主要的组成原材料,经过混磨、筛选、成型、烧结等工艺过程制成的球状颗粒。陶粒按其原料来源可大致分为粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒、垃圾陶粒、生物污泥陶粒、黏土陶粒、页岩陶粒等。

  粒具有轻质、强度高、比表面积大等优点,主要用作生物膜法的填料,如用作曝气生物滤池、厌氧生物滤池的填料等。

  石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是二氧化硅。纯度较高的石英砂的颜色为乳白色或无色半透明状,油脂光泽,其密度为2.65(堆积密度1~20目为1.6,20~200目为1.5),不溶于酸,微溶于氢氧化钾溶液。

  石英砂滤料具有水力阻力小、耐磨性好、表面性质稳定、价格低等优点。石英砂滤料对水中悬浮颗粒物有较好的去除效果,对水中胶体、铁、锰等污染物质也有明显的去除效果,但由于其并不具备强的表面吸附能力,对溶解态的 COD、重金属离子等污染物质的去除效果相对较差。

  纤维球滤料主要由聚酯纤维制成,外观呈白色球状,孔隙率高达 96%左右,具有耐酸碱、表面稳定无毒、比表面积大、孔隙率高等优点。与传统滤料相比,纤维球滤料不仅能利用滤料间的孔隙截留悬浮物,其纤维球本身就富含空隙,因而其过滤阻力小,运行滤速也相应较高,一样体积的滤料其水处理量更大。

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