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    无烟煤滤料过滤技术的发展及过滤机理
    编辑 Admin 浏览 发布时间 22/04/07

       无烟煤滤料过滤技术的发展及过滤机理

     
      天然水经过混凝澄清处理后,浊度通常在10-20mg/L之间,这种水还不能直接送入后续除盐系统,例如逆流再生离子交换器要求将进水浊度降低到2mg/L以下,否则会影响离子交换器的运行,进一步降低水中浊度的方法之一就是过滤处理。
     
      过滤技术的发展
     
      通过多孔材料层除去水中悬浮物的过程称为过滤。用于过滤的多孔材料称为滤料或过滤介质,石英砂是最常用的粒状过滤材料。用粒状无烟煤滤料进行过滤的方法应用已久,对它的机理也有一个较长时期的、不断发展的认识过程。
     
      在19世纪,工业用滤池中放置的砂粒很细,过滤时的滤速很慢,大致0.1-0.3m/h,这种滤池称为慢滤池。慢池池是依靠藻类和原生动物在砂层表面繁殖而生成的一层黏膜起过滤作用的,慢滤池生产率太低,且对于含有微小黏土颗粒的原水处理效果较差,所以在工业上未能得到发展。
     
      现在工业上采用的都是快滤池,它的滤速可高达8-100m/h或更大。快滤池中装载的滤料颗粒要比慢滤池的大,对于经混凝和澄清后的水起有效的过滤作用。快滤池的无烟煤滤料过滤作用并不依靠表面形成的生物黏膜,所以无需等待一个黏膜形成阶段。
     
      快滤池有多种池型:按水流方向分有下向流、上向流、双向流和辐射流滤池;按构成滤床的滤料数目分有单层滤料、双层滤料和三层滤料滤池及高效纤维过滤;按阀门个数分有四阀滤池、双阀滤池、单阀滤池和无阀滤池。除此之外,还有用于精密过滤的管式微孔过滤器、覆盖过滤器、电磁过滤器及无滤料的盘式过滤器等。
     
      对过滤机理的认识
     
      过滤机理的发展大致分为三个阶段。第一阶段是定性的,在慢滤池时期,人们认为过滤的机理是筛分作用,认为悬浮颗粒是通过滤层中的微小孔眼被阻挡下来,认为滤床如筛网。第二阶段主要是对迁移过程进行数学描述,得出在去除过程中各种作用于悬浮颗粒的因素和粒径大小的关系。随着过滤机理研究的深入和运行经验的积累,第三阶段把胶体和表面化学、物理化学以及流体力学的理论应用到过滤理论中,发现了许多因素在截污过程中发挥着重要作用,研究得知在过滤过程中除了有筛分作用外还有以下作用:
     
      (1)迁移过程。由于沉淀、惯性、水力梯度等原因,水中微小的颗粒运动到滤料颗粒表面上被吸附,这一过程也称输送过程、碰撞过程。
     
      (2)架桥过程。被吸附下来的悬浮物在滤料颖粒表面上由于范德华力和其他高分子物质作用下发生彼此重叠和架桥的过程,因此形成了一层附加的滤膜,这一过程又称吸附过程或吸着过程。
     
      (3)混凝过程。在絮凝体、悬浮物和砂粒表面之间发生了与混凝相同的颗粒凝集过程。
     
      (4)剥落过程。水流剪切力将已经黏附的杂质从滤料表面剥离下来的过程。剥落作用一方面导致杂质与无烟煤滤料颗粒间的碰撞无效;另一方面剥落有利于杂质输送到滤层内部,进行深层过滤,使整个滤层滤料的截污能力得到发挥。
     
      过滤初期,滤料较干净,孔隙率较大,孔隙中的水流速度较慢,水流剪切力较小,剥落作用微弱,黏附作用占优势。

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