水處理中怎樣判斷濾料能做到最好科學效果
按機械強度及化學穩(wěn)定性來比較石英砂、無煙煤濾料及大理石粒的性能:石英砂有足夠的機械強度,并且在中性水、酸性水(pH值在2.1~6.5范圍)中都很穩(wěn)定,但在堿性水中,石英砂有溶解性。
濾料的作用在于具有吸附懸浮物的表面積,過濾過程中接觸凝聚作用的好壞,除了要求濾料具有適宜的顆粒級配外,主要決定于水中粘土膠體的混凝效果。隨著過濾的生產實踐及理論的進展,可以做為濾料的材料種類逐漸增多了。最早的濾料只限于天然的石英砂,后來逐漸有了破碎的無煙煤濾料及其他用天然材料加工的濾料,如大理石粒、磁鐵礦粒、白云石粒及花崗石粒等。最近還創(chuàng)造出輕質濾料(聚苯乙烯發(fā)泡塑料珠),作為反向濾料已用于生產實踐。具體分析起來,凡滿足下列要求的固體顆粒,都可以作為濾料:
(1)有足夠的機械強度,以免在沖洗過程中顆粒發(fā)生過度的磨損而破碎。破碎的細粒容易進入過濾水中。磨損與破碎使顆粒粒徑變小,這樣更增加“干凈濾層的水頭損失”,而且在沖洗時也將會被水流帶出濾池,增加了濾料的損耗,所以必須有足夠的機械強度。
(2)具有足夠的化學穩(wěn)定性。以免在過濾的過程中,發(fā)生溶解于過濾水的現(xiàn)象,引起水質的惡化。嚴格說起來,一般濾料都有極微量的溶解現(xiàn)象,但不影響普通用水的水質要求。例如石英砂有微量溶解于水,但在生活用水中,對SiO2沒有嚴格的含量要求,所以作為濾料是沒有問題的。但在某些工業(yè)用水中(如鍋爐補充用水)對于SiO2的含量有嚴格要求時,用無煙煤代替石英砂作為濾料就比較合適一些了。
(3)能就地取材、價靡。在水處理中最常用的濾料是石英砂,它可以是河砂或海砂,也可以是采砂場取得的砂。
(4)外形接近與球狀,表面比較粗糙而有棱角,這樣吸附表面比較大,棱角處吸附力最強。
無煙煤濾料的化學穩(wěn)定性比較高,在一般堿性、中性、酸性水中都不溶解,機械強度高。
理石粒濾料,機械強度稍差,在中性水及堿性水中(pH值在8.5~11.8范圍)都很穩(wěn)定,但能溶解于酸性水。
濾料層的規(guī)格是指對于濾料的材質、粒徑與厚度的規(guī)定。濾料的粒徑都比較小,一般在0.5~2毫米范圍內。因粒徑小,所以濾料的比表面積就較大,有利于過濾過程中吸附礬花。但粒徑小就易被堵塞。濾料層的厚度可以理解為礬花穿透的深度和—個保護厚度的和。穿透深度與濾料的粒徑、濾速及水的混凝效果有關。粒徑大、濾速高、混凝效果差的其穿透深度都較大。一般情況下穿透深度約為40厘米,相應的保護厚度約20~30厘米,這樣,濾料層總厚度應為60~70厘米。
濾料的規(guī)格也要考慮到濾前處理的效果對過濾的影響,如果濾前處理得好,使懸浮物易于被吸附,穿透深度可以小些。
在石英砂濾料上面加一層無煙煤濾料組成雙層濾料,由于煤粒間的孔隙比較大,礬花可以穿透得深一些,更好地發(fā)揮整個濾層表面積的吸附能力。
雙層濾料中砂與煤的粒徑的選擇至為重要,如選擇不當,會產生混層問題,即在反沖洗時引起煤粒與砂粒之間的混雜現(xiàn)象,小顆粒砂摻雜到大顆粒煤?紫堕g,這樣就失去煤?紫洞蟮膬(yōu)點,完全達不到雙層濾料所應起的作用。由于濾料的形狀是不規(guī)則的,粒度的尺寸也很難嚴格控制,它們的比重也隨原料的來源而變化(如無煙煤的比重為1.47~1.88),因此雙層濾料的混雜也是不可避免的,如果混層在10厘米之內,也就認為可以了。
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