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      濾料的發展

      過濾是利用過濾材料分離污水中雜質的一種技術,有時用作污水的預處理,有時則作為 終處理,出水供循環使用或重復利用。在污水深度處理技術中,普遍采用過濾技術。而濾 料作為過濾技術海關鍵也在不斷地進步和發展。
       
      3.1.1從單層到多層的轉變
       
      天然齒石英砂是早使用的濾料之一,早期具有來源廣、價格低、機械強度和化學穩定 性好等優點,因此應用較早也較廣泛推廣使用。長期的實踐經驗發現,天然石英砂過濾到 一定時間后,表層濾料間孔隙將逐漸被雜質堵塞,使整個濾層的阻力劇增,濾速銳減,. 此時下層濾料對雜質的截留作用尚未達到充分發揮,而過濾卻不得不終止,致使出水水 質惡化。
       
      為了克服傳統天然石英砂濾料容易堵塞,濾速慢,反沖洗困難的缺陷,研究人員開發出 雙層濾料,即在石英砂濾層上部放置一層粒徑大、密度較小的輕質濾料。使用較早也較 廣泛的輕質濾料是無煙煤,其后使用的輕質濾料還有人工陶粒、A工合成纖維等。雙層 濾料在一定程度上提高了濾速和過濾效率,增加了床層截污容量,延長了過濾周期。雙 層濾料體現了水先通過粗粒濾料再通過細粒濾料的理想濾層的概念?;诶硐霝V層的原 理,三層濾料應運而生,三層濾料比雙層濾料床層結構更為合理,后來人們又研究了四 層、五層濾料^
       
      多層濾料雖然在一定程度上緩解:r天然石英砂濾料過濾所出現的問題一反沖洗問題得 到了很好的解決,隹多層濾料是由多個單層濾料串聯而成,每層主要擔負截污負擔的還是濾 料的表面部分。故研究人員開發出均質濾料不但能較好地克服表面堵塞,并具有濾速快、過 濾周期長、水頭損失增大慢等優點.將傳統的石英砂濾層改造為均粒石英砂濾層,__改變 濾池結構、反沖洗方法和操作習慣的條件下.產水量提高15%,而濾層的費用僅增加 取得了良好的經濟效益。
       
      3.1.2從天然到人工的轉變
       
      早期的石英砂、無煙煤等天然濾料被廣泛選用,之后便逐漸出現了無煙煤、石榴石、鈦 鐵礦、磁鐵礦、金剛砂等天然濾料,但這些濾料都由于其形狀的限制,比表面積小,孔隙率 小,截污能力受到限制。經過科學家的不斷試驗研究,人工合成濾料以其獨特的性能優勢在 水處理行獻中盛行起來。人工合成的輕質濾料中有聚苯乙烯球粒、聚氯乙烯球粒等。在此階 段4 S人工輕質新型的濾料問世為轟動。新型陶粒濾料早在前蘇聯開發應用,是用黏土 或類似材料經適當處理后高溫焙燒制成。由于其外表粗糙多棱角,內部及表面孔洞很多,作 為濾料具有孔隙率高,比表面積大,密度小等優點,在我國水處理行業中得到了普遍的歡 迎-太工輕質新型陶粒濾料的缺點是機械強度差,多次沖洗易破碎而損耗,價格偏高。之后 便逐漸對以優質高嶺土為原料的瓷砂濾料,將硅藻土礦經過破碎、研磨、篩選、干燥、焙燒
       
      說及加助熔劑焙燒而成的硅藻土濾料?以及輕質泡沫塑料球粒進行改進。
       
      3.1.3濾料材質的轉變
       
      以上:這些新型濾料的問世在很大程度上推動了過濾技術的進步和發展,但這些濾料仍以 粒狀為主,雖自身的缺陷不斷提高,但各方面的問題仍然不能得到重大突破。
       
      隨著我國濾料工業的發展,濾料的品種和規格也日益增多,質量和性能逐步提高。入® 逐漸開始尋找新的濾料產品,纖維濾料以其優越的性能優勢開始走進人tl的視野。
       
      纖維濾料堆積孔隙較大,具有較高的比表面積•密度較小,可吸附大量懸浮物,在過濾 器中的濾速可軟很大,而床層阻力很小,反沖洗性能較好。以軟填料纖維代替傳統的粒狀濾 料是深層過濾技術發展史上一種嶄新的思維和嘗試,也標志著以纖維濾料為核心的現代過濾 技術的開始。
       
      1981年.日本尤尼奇卡公司研究人員采用短纖維作濾料,形成雜亂短纖維深層濾床, 并對其進行研究,短纖維截泥量大,過濾周期長,阻力小,濾料加工簡單,彌補了傳統 纖維易流失,濾床體積較大,反沖冼不徹底的缺點。但短纖維的發沖洗條件研究仍顯 不足。
       
      在短纖維濾料的基礎上*日本尤尼奇卡公司經過反復的研究改進,制成了纖維球濾料。 纖維球濾料過濾時,由于水流經過濾層所產生的阻力,加上濾層截污后的自身重力,使濾層 上松下緊,孔隙率自上而下由大到小分布,這樣的濾層結構較為合理,形成了近似理想的孔 隙分布》但纖維球存在的不足是積留在纖維球內部的積泥不容易洗出,過濾時容易釋放,影 響與水水質。
       
      鑒于纖維球和短纖維濾料的優點和不足,人們進一步對纖維濾料進行改進,出現了纖維 束濾料。研究人具對纖維束濾料進行了大量的試驗研究。實踐表明,纖維束濾料不同于傳統 的濾料形式,纖維束近似于平行水流方向置于過濾設備中,床層孔隙可人為調節$過濾時, 由于重力作用,濾床孔隙沿水流方向逐漸變小,近似于理想濾層;而反沖肘,水流自"FTff 上,可使床層處于松散狀態,因此清洗更徹底,且氣、水用量少,清洗時間短。此外《纖維 束濾料的床層水頭損失小*增加速度緩慢,整個濾床均能發揮截污作用^
       
      清華大學成功研制了 “彗星式”纖維濾料。它將纖維濾料截污性能好與顆粒濾料反沖洗 效果好的特征相結合形成一種新的過濾材料。

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