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水处理各种滤料选择?你真的知道吗?

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水处理各种滤料选择?你真的知道吗?

发布日期:2020-07-22 来源:365bet体育在线投注 点击:

  水处理各种滤料选择?你真的知道吗?

  滤料是水处理过滤材料的总称,主要用于生活污水、工业污水、纯水、饮用水的过滤。

  滤料(filtering media)主要分为两大类,一类是用以水处理设备中的进水过滤的粒状材料,通常指石英砂、砾石、无烟煤、鹅卵石、锰砂、磁铁矿滤料、果壳滤料、泡沫滤珠、瓷砂滤料、陶粒、石榴石滤料、麦饭石滤料、海绵铁滤料、活性氧化铝球、沸石滤料、火山岩滤料、颗粒活性炭、纤维球、纤维束滤料、彗星式纤维滤料等。

  另一类是物理分离的过滤介质,主要包括过滤布、过滤网、滤芯、滤纸以及最新的膜。

  今天,无烟煤滤料小编带大家来盘点一下水处理中滤料的工作原理及特性。

  1、锰砂滤料

  采用天然锰矿石经机械破碎、水洗、多次筛分加工而成。外观呈褐色,表面粗糙。锰砂密度大、硬度高、不易磨损与破碎、化学性能稳定、不含有毒物质,是一种很强的氧化剂。

  是介于石英砂和活性炭之间的一种滤料,具有石英砂过滤拦截功能也具有一定的活性炭吸附作用。常用于自来水处理,河水处理及污水处理,缺点是滤料成本高。

  天然锰砂中含有MnO2,是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化剂,对于生活饮用水、地下水除铁、除锰有独特的效果,常用于除铁除锰的过滤装置。含锰量(以MnO2计)不小于35%的天然猛砂滤料,既可用于地下水除铁,又可用于地下水除锰;含锰量为20%~30%的天然锰砂滤料,只宜用于地下水除铁;含锰量低于20%的则不宜采用。

  活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料,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。活性炭具有物理吸附和化学吸附的双重特性,可以有选择地吸附气相、液相中的各种物质,以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。

  能吸附水中的有机物、金属离子、除臭除味。一般用于中水回用、自来水、污水处理,除色除味,对于饮用水活性炭具有改善水的口感作用。

  1、活性炭的吸附性

  吸附性质是活性炭的首要性质。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶,在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分:微孔小于1.0nm、中孔1~25nm、大孔大于25nm。活性炭微孔的孔隙容积一般只有0.25~0.9Ml/g,孔隙数量约为1020个/g,全部微孔比表面积约为500~1500㎡/g,也有称高达3500~5000㎡/g的。这些孔隙特别是微孔提供了巨大的表面积。

  活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中,因此微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02~1.0mL/g,比表面积最高可达几百平米,能为吸附物提供进入微孔的通道,又能直接吸附较大的分子。大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5mL/g,比表面积约0.5~2㎡/g,其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去;二是作为催化剂载体,作为催化剂载体时,催化剂只有少量沉淀在微孔内,大都沉淀在大孔和中孔之中。

  2、影响活性炭吸附的主要因素

  由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,因此影响因素也较多,主要有活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。

  1)活性炭的性质

  用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量除其他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过渡孔(半径2.0~100nm)较为发达,有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要增大,一般在8~30目范围较宜。活性炭的机械耐磨强度,直接影响活性炭的使用寿命。

  2)吸附质(溶质或污染物)性质同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。

  a.溶解度

  对同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附,如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。

  b.分子大小与化学结构

  吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响,吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。

  c.极性

  活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。

  d.吸附质浓度

  吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度增高,吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化,活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。

  3)溶液pH

  溶液pH值对吸附的影响,要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度,当pH值达到某个范围时,这些化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附。溶液的pH值还会影响吸附质(溶质)的溶解度,以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况。由于活性炭能吸附水中氢、氧离子,因此影响对其他离子的吸附。活性炭从水中吸附有机污染物质的效果,一般随溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0时,不易吸附,pH值越低时效果越好。在实际应用中,应通过试验确定最佳pH值范围。

  4)溶液温度

  因为液相吸附时,吸附热较小,所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反应。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。另一方面,温度对物质的溶解度有影响,因此对吸附也有影响。用活性炭处理污水时,温度对吸附的影响不显著。

  5)多组分吸附质共存

  应用吸附法处理水时,通常水中不是单一的污染物质,而是多组分污染物的混合物。在吸附时,它们之间可以共吸附,互相促进或互相干扰。一般情况下,多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。

  6)吸附操作条件

  因为活性炭液相吸附时,外扩散(液膜扩散)速度对吸附有影响,所以吸附装管的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。

  、无烟煤滤料的加工与使用

  无烟煤滤料采用优质无烟煤为原料,经精选、破碎、筛分等工艺加工而成。无烟煤滤料具有以下特点:化学性能稳定,不含有毒物质,耐磨损,在酸性、中性、碱性水中均不溶解;颗粒表面粗糙,有良好的吸附能力;孔隙率大(>50%),有较高的纳污能力;质轻,所需反冲洗强度较低,可节省反冲洗用水及电能。

  无烟煤滤料同石英砂滤料配合使用,是我国目前推广的双层快速滤池和三层滤池、滤罐过滤的最佳材料;是提高滤速、增加单位面积出水量、提高截污能力、降低工程造价和减少占地面积最有效的途径。已广泛用于化工、冶金、热电、制药、造纸、印染、食品等生产前后的水处理过程中。

  2、选择无烟煤滤料的要求

  无烟煤滤料在过滤过程中所起作用直接影响着过滤的水质,故选择必须达到以下几点要求:

  (1)机械强度高,破碎率和磨损率之和不应大于3%(按质量计);

  (2)化学性能稳定,不含有毒物质,在一般酸性、中性、碱性水中均不溶解;

  (3)粒径级配合理,比表面积大;

  (4)粒径范围:小于指定的下限粒径不大于3%(按质量计),大于指定的上限粒径不大于2%(按质量计)。

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相关标签:滤料,无烟煤滤料

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