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  濾料是水處理過濾材料的總稱，主要用于生活污水、工業(yè)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(shè)備中的進(jìn)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(zhì)，主要包括過濾布、過濾網(wǎng)、濾芯、濾紙以及最新的膜。以下主要介紹第一類濾料。

1.纖維球?yàn)V料

  纖維球?yàn)V料是由纖維絲扎結(jié)而成的，它與傳統(tǒng)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(yōu)點(diǎn)；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(shè)備，用于電力、油田、化工、冶金、電子等行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)用水以及循環(huán)水、旁濾水、廢水的回收與利用。

纖維球?yàn)V料主要技術(shù)指標(biāo)

工作標(biāo)準(zhǔn):

(1)根據(jù)進(jìn)水量和沉淀出水濁度適當(dāng)控制濾速，保證濾后水質(zhì)，如果進(jìn)水量過大，會影響纖維球?yàn)V料的性能。

(2)每1~2小時觀察一次進(jìn)、出水濁度、pH值、余氯量、水頭損失，正確填寫生產(chǎn)日報表。

(3)負(fù)責(zé)纖維球?yàn)V料濾池的啟閉和沖洗及各項(xiàng)事故的排除。

(4)做好一級保養(yǎng)，配合好二級保養(yǎng)和參與纖維球?yàn)V料濾池大修理工作。

(5)與調(diào)度、一、二級泵站和加抓、加礬操作人員保持密切聯(lián)系，及時調(diào)整有關(guān)操作。

2.陶粒濾料

  根據(jù)《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(jīng)破碎、配方，成形后經(jīng)高溫?zé)商召|(zhì)的顆粒產(chǎn)品。陶粒表面堅硬、呈球形顆粒狀，具有發(fā)達(dá)的微孔和大比表面積、孔隙率高，從而截污能力強(qiáng)、濾速高。根據(jù)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。

  技術(shù)要求：

(1) 人工陶粒濾料不應(yīng)使濾后水產(chǎn)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均不應(yīng)大于5%。

①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% ;

②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(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。

  水處理中常用的陶粒濾料主要有以下幾種：黏土陶粒、粉煤灰陶粒與粉煤灰陶砂、河底泥陶粒、硅藻土陶粒、生物污泥陶粒、納米改性陶粒。

  水處理用陶粒的特點(diǎn):

(1) 采用無機(jī)惰性材料高溫?zé)桑L期浸泡不會向水體釋放任何物質(zhì)，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(wěn)定的、高活性的生物膜，處理出水水質(zhì)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(tǒng)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(guī)則，濾料層孔隙分布均勻，反洗效果好；能有效克服不規(guī)則濾料因?yàn)V料層孔隙分布不均勻而引起的水頭損失、易堵塞、板結(jié)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(qiáng)度大、耐摩擦，物理、化學(xué)穩(wěn)定性高，壽命長；

(8) 可規(guī)模化生產(chǎn)，價格便宜。目前，已開發(fā)出多種檔次、不同價格的陶粒濾料，可根據(jù)水處理具體工程情況，滿足用戶的不同需求。

  陶粒在水處理方面的應(yīng)用主要有以 下幾個方面：

(1)自來水的過濾因?yàn)樘樟o毒、無味，過濾效果好，可用來作為濾料生產(chǎn)自來水。

(2)作為生物填料用于給水預(yù)處理工藝在給水處理預(yù)處理工藝中，目前一般采用生物膜法，主要包括生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等。利用附著生長在填料表面的生物膜吸收水中的有機(jī)物、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。在山西大同冊田水庫、浴陽河、官廳水庫、紹興青甸湖等地，對受污染的水源進(jìn)行生物預(yù)處理試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用生物污泥陶粒預(yù)處理可有效去除濁度、細(xì)菌、大鼠溶解性有機(jī)物、氨氮、色度等污染物質(zhì)，能改善后續(xù)處理工藝對污染物的去除效果。

(3)作為生物填料用于污水處理作為生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等微生物載體處理污水，如可以作為填料用于曝氣生物濾池，處理城市生活污水。(4)污水深度處理因其有多孔、比表面積大，因此吸附性能好，加上對酸堿的化學(xué)和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可以作為吸附材料用于污水的深度處理。有資料表明，陶粒濾料對鉻、銀、鋅和磷具有較強(qiáng)的去除作用，在一些場合可替代活性炭作廉價的吸附劑。

（一）無煙煤濾料的加工與使用

  無煙煤濾料采用優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料，經(jīng)精選、破碎、篩分等工藝加工而成。無煙煤濾料具有以下特點(diǎn)：化學(xué)性能穩(wěn)定，不含有毒物質(zhì)，耐磨損，在酸性、中性、堿性水中均不溶解；顆粒表面粗糙，有良好的吸附能力；孔隙率大(>50% ) , 有較高的納污能力；質(zhì)輕，所需反沖洗強(qiáng)度較低，可節(jié)省反沖洗用水及電能。

  無煙煤濾料同石英砂濾料配合使用，是我國目前推廣的雙層快速濾池和三層濾池、濾罐過濾的最佳材料；是提高濾速、增加單位面積出水量、提高截污能力、降低工程造價和減少 占地面積最有效的途徑。已廣泛用于化工、冶金、熱電、制藥、造紙、印染、食品等生產(chǎn)前后的水處理過程中。

（二）選擇無煙煤濾料的要求

   無煙煤濾料在過濾過程中所起作用直接影響著過濾的水質(zhì)，故選擇必須達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：

(1)機(jī)械強(qiáng)度高，破碎率和磨損率之和不應(yīng)大于3% (按質(zhì)量計）；

(2)化學(xué)性能穩(wěn)定，不含有毒物質(zhì)，在一般酸性、中性、堿性水中均不溶解；

(3)粒徑級配合理，比表面積大；

(4)粒徑范圍：小于指定的下限粒徑不大于3% (按質(zhì)量計），大于指定的上限粒徑不大于2% (按質(zhì)量計）。

（三）產(chǎn)品規(guī)格與技術(shù)指標(biāo)

常用規(guī)格：0. 8~1. 2mm, 0. 8~1. 8mm , 1~2mm , 2~4mm等。

無煙煤濾料技術(shù)參數(shù)

  石英砂是一種堅硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是Si02 , 可高達(dá) 99%。石英砂的顏色為乳白色帶紅色或無色半透明狀，莫氏硬度7 , 性脆無解理，貝殼狀斷口，油脂光澤，相對密度為2.65,其化學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能具有明顯的異向性，不溶于酸，微溶于堿溶液，熔點(diǎn)1750℃。目前，生產(chǎn)石英砂采用的原料有兩種：

  (1)利用天然的河砂、海砂、分篩而成。優(yōu)點(diǎn)是就地取材、造價低；缺點(diǎn)是：因受水的侵蝕時間過長，強(qiáng)度降低、磨損率與破損率高、使用周期短、機(jī)械強(qiáng)度差。這些缺點(diǎn)是影響濾速的首要因素。

  (2)利用天然石英礦床，經(jīng)破碎、分篩、精選而成，具有密度大、機(jī)械強(qiáng)度高、顏色純正的優(yōu)點(diǎn)，適用于生活飲用水過濾、循環(huán)水處理以及污水的回收利用。石英砂常用的規(guī)格有：0. 5~1.0mm、0. 6~1. 2mm、1~2mm、2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm。

5.沸石濾料

（一）天然沸石

  天然沸石大部分由火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)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(jīng)人工導(dǎo)入活性組分，使其具有新的離子交換或吸附能力，吸附容量可相應(yīng)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(nèi)水垢的生成。在廢水處理中，可用于去除水中的磷以及鉛、六價鉻等重金屬，失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復(fù)使用。

（二）活化沸石特性

  活化沸石是天然沸石經(jīng)過多種特殊工藝活化而成，其吸附性能強(qiáng)，離子交換性能好，有利于去除水中的各種污染物?；罨惺枪I(yè)給水、廢水處理及自來水過濾的新型理想濾料。

（三）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(yīng)的良好載體。分子篩具有很高的脫水能力，可應(yīng)用于石油化學(xué)、制冷劑脫水、醫(yī)藥品保存劑等。同時，也可用作 工業(yè)制氣吸附劑（制氧 PSA、制氫PSA、深冷分離）及半導(dǎo)體工業(yè)廢氣處理劑等。

  2. 高硅沸石

  高硅沸石主要為斜發(fā)沸石和絲光沸石，它們分散在白塹紀(jì)和第三紀(jì)的正常海相條件下形成的沉積巖中，如細(xì)粒砂、硅質(zhì)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(xué)成因的氧化硅，其硬度一般在4 -5, 性脆質(zhì)軟且輕，易碎易磨，高硅沸石具有優(yōu)異的疏水性、耐熱性，主要用于石油精制、石油化學(xué)用催化劑載體。另外，對烴類、有機(jī)溶劑等也有優(yōu)異的吸附能力，被應(yīng)用于汽車尾氣處理系統(tǒng)催化劑及各類工廠廢氣去除裝置。

6.錳砂濾料

  采用天然錳礦石經(jīng)機(jī)械破碎、水洗、多次篩分加工而成。外觀呈褐色，表面粗糙。錳砂密度大、硬度高、不易磨損與破碎、化學(xué)性能穩(wěn)定、不含有毒物質(zhì)，是一種很強(qiáng)的氧化劑。

  天然錳砂中含有Mn02 , 是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化劑，對于生活飲用水、地下水除 鐵、除錳有獨(dú)特的效果，常用于除鐵除錳的過濾裝置。含錳量（以Mn02計）不小于35%的天然猛砂濾料，既可用于地下水除鐵，又可用于地下水除錳；含錳量為20% -30%的天然錳砂濾料，只宜用于地下水除鐵；含錳量低于20% 的則不宜采用。

    錳砂濾料物理、化學(xué)性能分析

7.果殼濾料

  果殼濾料采用植物果殼為原料，經(jīng)破碎、拋光、蒸洗、藥物處理和多次篩選加工而成。可采用的植物果殼有核桃殼、椰子殼等。果殼濾料具有耐磨、抗壓、不在酸堿性水中溶解、不腐爛、不結(jié)塊、易再生，較強(qiáng)的除油性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用在各種廢水處理（特別是含 油廢水）中。果殼濾料是取代石英砂濾料來提高水質(zhì)、大幅度降低水處理成本的新一代濾料。

               果殼濾料技術(shù)參數(shù)

常用規(guī)格：10 ~1. 0mm, 0.8~1.2mm, 1.2~1.6mm，1.6~2.0mm。

1.果殼濾料的特點(diǎn):

(1) 具有多孔和多面特性，截污力強(qiáng)，油和懸浮物去除率高；

(2) 具有多棱性和不同粒徑，形成深床過濾，增強(qiáng)了除油能力和濾速；

(3) 具有親水不親油和適宜的密度，易反洗，再生力強(qiáng)；

(4) 硬度大，且經(jīng)特殊處理不易腐蝕，不用更換濾料，每年只補(bǔ)充少量，可節(jié)省維修費(fèi)用和維修時間，提高利用率。

2. 果殼濾料用途:

(1) 油田含油污水處理：去油和懸浮固體；

(2) 其他工業(yè)含油污處理：去油和懸浮固體；

( 3) 工業(yè)用水處理：去除水中懸浮固體，提高水質(zhì)。

  方法:對原料進(jìn)行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成?；钚蕴烤哂形锢砦胶突瘜W(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。

    吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)。活性炭具有像石墨晶粒卻無規(guī)則地排列的微晶，在活化過程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、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?；钚蕴课⒖椎目紫度莘e一般只有0. 25~0. 9Ml/g，孔隙數(shù)量約為 1020 個/g, 全部微孔比表面積約為500~1500㎡/g , 也有稱高達(dá)3500 ~5000㎡/g的。這些孔隙特別是微孔提供了巨大的表面積。

活性炭幾乎95% 以上的表面積都在微孔中，因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0. 02~1.0mL/g, 比表面積最高可達(dá)幾百平米，能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0. 2 -0.5mL/ g , 比表面積約0.5 ~2㎡/g, 其作用一是使吸附質(zhì)分子快速深入活性炭內(nèi)部較小的孔隙中去；二是作為催化劑載體，作為催化劑載體時，催化劑只有少量沉淀在微孔內(nèi)，大都沉淀在大孔和中孔之中。

由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多，主要有活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等有關(guān)。

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