濾料是水處理過濾材料的總稱,主要用于生活污水、工業污水、純水、飲用水的過濾。
濾料主要分為兩大類,一類是用以水處理設備中的進水過濾的粒狀材料,通常指石英砂、礫石、無煙煤、鵝卵石、錳砂、磁鐵礦濾料、果殼濾料、泡沫濾珠、瓷砂濾料、陶粒、石榴石濾料、麥飯石濾料、海綿鐵濾料、活性氧化鋁球、沸石濾料、火山巖濾料、顆?;钚蕴?、纖維球、纖維束濾料、彗星式纖維濾料等。另一類是物理分離的過濾介質,主要包括過濾布、過濾網、濾芯、濾紙以及最新的膜。今天,小編來盤點一下水處理中濾料的工作原理及特性。
一、污水處理用纖維球濾料:纖維球濾料是由纖維絲扎結而成的,它與傳統的鋼性顆粒濾料相比,具有彈性效果好 、 不上浮水面、孔隙大、水頭損失小、耐酸堿、可再生等優點;在過濾過程中,濾層空隙沿水 流方向逐漸變小,濾速快,截污能力大。適用于直接過濾的過濾設備,用于電力、油田、化 工、冶金、電子等行業的高標準用水以及循環水、旁濾水、廢水的回收與利用。
工作標準:1、根據進水量和沉淀出水濁度適當控制濾速,保證濾后水質,如果進水量過大,會影響纖維球濾料的性能。2、每1~2小時觀察一次進、出水濁度、pH值、余氯量、水頭損失,正確填寫生產日報表。3、負責纖維球濾料濾池的啟閉和沖洗及各項事故的排除。4、做好一級保養,配合好二級保養和參與 纖維球濾料濾池大修理工作。5、與調度、一、二級泵站和加抓、加礬操作人員保持密切聯系,及時調整有關操作。
二、污水處理用陶粒:根據《水處理用人工陶粒濾料》 ( CJ/T-2008 ) , 水處理陶粒濾料是指用黏土、粉煤灰、頁巖等材料為主要原料,經破碎、配方,成形后經高溫燒成陶質的顆粒產品。陶粒表面堅硬、呈球形顆粒狀,具有發達的微孔和大比表面積、孔隙率高,從而截污能力強、濾速高。根據用途的不同,水處理用陶??煞譃榻o水處理濾料和污水處理濾料兩種。
要求:(1) 人工陶粒濾料不應使濾后水產生有毒、有害成分;(2) 人工陶粒濾料的粒徑范圍一般為0. 5 ~9. 0mm , 確定的陶粒濾料粒徑范圍中,小于最小粒徑和大于最大粒徑的賃均不應大于5%。給水用陶粒粒徑:給水用陶粒粒徑為1 ~2. 5 mm, 其中大于2. 5mm粒徑的篩余量≤5% , 小于1. 0mm粒徑的篩余量≤5% ;污水處理陶粒粒徑:污水處理陶粒粒徑為2~4mm、3~6mm、5~8mm、6~9mm , 同時應滿足標準的有關要求。
三、硅藻土陶粒:硅藻土是由較細的硅藻殼聚集、經生物化學沉積作用形成的沉積巖,硅藻土呈疏松狀,吸水和吸附能力強,熔點高,具有多孔結構。目前生產硅藻土陶粒有兩種方法:焙燒法和免燒法。如果硅藻土成巖秤度較高,已呈塊狀,可以采用直接焙燒,然后破碎至所需粒度。免燒法是將粉碎好的硅藻土,配入CaO含量大于80%的石灰和模數為2. 8的硅酸鈉混合拌勻,在成球盤中加水滾動成球,經一定時間養護即成硅藻土陶粒。有人應用硅藻土陶粒作為濾池的填料,對城市污水處理廠尾水進行末端脫氮除磷深度處理的研究,結果表明處理后出水水質可穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》( GB18918—2002 ) 一級A標準。
四.納米改性陶粒:合成新型的納米陶粒是水處理填料用陶粒的一個新嘗試 ,它對傳統陶粒比表面積小,難掛膜,生物親和力低、易堵塞等缺點有一定的改善。通過對陶粒生產原料配比、比表面積、孔隙尺寸及內部結構的綜合考慮,不斷優化制備工藝,并添加納米材料和適當的膨脹劑進行改性,使陶粒朝增大空隙率、減少壓降、增大比表面積、改善潤濕性能和功能多樣化的方向發展,不斷提高填料的性能,以促進水處理工藝特別是生物膜法處理工藝的發展。
污水處理用陶粒的特點:1、采用無機惰性材料高溫燒成,長期浸泡不會向水體釋放任何物質,無二次污染;2、比表面積大,作為填料適合各類微生物的生長,在其表面能形成穩定的、高活性的生物膜,處理出水水質好;3、表面微孔多,生物親和性好,微生物在其多孔的表面繁殖速度快,處理效率高;4、具有很好的表面吸附性能,如在生物濾池系統中,陶粒表面不僅存在著生物氧化作用,還具有截留懸浮物和生物膜的作用;5、形狀規則,濾料層孔隙分布均勻,反洗效果好;能有效克服不規則濾料因濾料層孔隙分布不均勻而引起的水頭損失、易堵塞、板結等缺陷;6、采用一定的粒徑級配,能提高納污能力和濾料利用率,減少水頭損失;7、強度大、耐摩擦,物理、化學穩定性高,壽命長;8、可規?;a,價格便宜。目前,已開發出多種檔次、不同價格的陶粒濾料,可根據水處理具體工程情況,滿足用戶的不同需求。
五.濾砂過濾:濾砂濾池含有粒徑為0.3mm的細砂,通常在600-1000mm,濾水速度約0.1-0.2m/h,濾砂上部水深為2-3m。由于流速緩慢,所以需要一個大面積的濾池。因此,在大型水廠中,每0.4公頃(約足球場大?。┚托枰?0-30層濾層,日產量高達50萬立方米(噸)飲用水。
濾砂是典型的次棱角狀的褐色或黃色石英砂。渾圓狀或球狀的純質石英砂不能使用。過濾期間,濾砂顆粒的大小仍是混合的,不會發生分選和分層作用。由于殘留有細粒雜質,所以濾池會發生堵塞。但是,更重要的是,在濾砂中和頂部20-30mm處會產生一個生物層,稱之為臟物層。由于它具有占性網狀結構,所以可進行高效過濾,從水中除去90%以上的細菌以及較大的雜質顆粒和微生物。數星期后由于濾層發生了堵塞,水便不能很快的通過濾池,這時,要鏟去濾池頂部20-30mm的砂層使濾池得到清洗。除去的濾砂經沖洗后原地保存。由于每次清洗后濾層的厚度都會減少,所以當降到一個臨界點,即濾砂僅為300mm厚時,過濾質量就不能得到保證。因此必須摻入沖洗過的備用濾砂,使之重新恢復到原有的厚度。對任何濾池而言,這個摻砂過程每隔2.5至3.5年就要進行一次。
六、沸石濾料:
1、天然沸石:天然沸石大部分由火山凝灰巖和凝灰質沉積巖在海相或湖相環境中發生反應而形成,為鋁硅酸鹽類礦物,外觀呈白色或磚紅色,屬弱酸性陽離子交換劑。如經人工導入活性組分,使其具有新的離子交換或吸附能力,吸附容雖可相應增大。天然沸石主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理,以去除水中的硬度,從而減少鍋爐內水垢的生成。在廢水處理中,可用于去除水中的磷以及鉛、六價銘等重金屬,失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復使用。
2、活化沸石特性:活化沸石是天然沸石經過多種特殊工藝活化而成,其吸附性能強,離子交換性能好,有利于去除水中的各種污染物。活化沸石是工業給水、廢水處理及自來水過濾的新型理想濾料。
3、合成沸石:
1)分子篩:分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩;按孔 道大小劃分,孔道尺寸小于2nm、2 -50nm和大于50nm的分子篩,分別稱為微孔、介孔和大孔分子篩。大孔分子篩由于具有較大的孔徑,成為較大尺寸分子反應的良好載體。分子篩 具有很高的脫水能力,可應用于石油化學、制冷劑脫水、醫藥品保存劑等。同時,也可用作 工業制氣吸附劑(制氧 PSA、制氫PSA、深冷分離)及半導體工業廢氣處理劑等。
2)高硅沸石: 高硅沸石主要為斜發沸石和絲光沸石,它們分散在白塹紀和第三紀的正常海相條件下形 成的沉積巖中,如細粒砂、硅質黏土、蛋白土、碳酸鹽類巖石和磷塊巖等,這些巖石中通常 富含生物化學成因的氧化硅,其硬度一般在4 -5, 性脆質軟且輕,易碎易磨,高硅沸石具有優異的疏水性、耐熱性,主要用于石油精制、石油化學用催化劑載體。另外,對烴類、有機溶劑等也有優異的吸附能力,被應用于汽車尾氣處理系統催化劑及各類工廠廢氣去除裝置。
在未來,濾料的研究是朝著物理、化學性能穩定,安全無毒、孔隙率高、比表面積大、吸附能力強、反沖洗方便且節水的方向發展。