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目前水处理行业权威的滤料过滤机理介绍
发布时间:2012-02-06 新闻来源:
过滤是水处理流程中的关键环节,水处理离不开滤料。具有足够的机械强度、化学稳定性好和刘人体无害的分散颗粒材料均可作为水处理滤料,如石英砂、无烟煤、矿石以及人工生产的陶瓷滤料、瓷粒、纤维球、塑料颗粒、聚苯乙烯泡沫球等,目前广泛使用的是石英砂和一无烟媒。

  过滤是水处理流程中的关键环节,水处理离不开滤料。具有足够的机械强度、化学稳定性好和刘人体无害的分散颗粒材料均可作为水处理滤料,如石英砂、无烟煤、矿石以及人工生产的陶瓷滤料、瓷粒、纤维球、塑料颗粒、聚苯乙烯泡沫球等,目前广泛使用的是石英砂和一无烟媒。滤料过滤机理如下:

    (1)颗粒迁移

  在过滤过程中,滤层孔隙中的水流一般属层流状态。被水流挟带的颗粒将随着水流流线运动。它之所以会脱离流线而与滤粒表面接近,完全是一种物理-力学作用。一般认为由以下几种作用引起:拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用等。颗粒尺寸较大时,处于流线中的颗粒会直接碰到滤料表面产生拦截作用;颗粒沉速较大时会在重力作用下脱离流线,产生沉淀作用;颗粒具有较大惯性时也可以脱离流线与滤料表面接触(惯性作用);颗粒较小、布朗运动较剧烈时会扩散至滤粒表面(扩散作用);在滤粒表面附近存在速度梯度,非球体颗粒由于在速度梯度作用下,会产生转动而脱离流线与颗粒表面接触(水动力作用)。对于上述迁移机理,目前只能定性描述,其相对作用大小尚无法定量估算。虽然也有某些数学模式,但还不能解决实际问题。可能几种机理同时存在,也可能只有其中某些机理起作用。例如,进入滤池的凝聚颗粒尺寸一般较大,扩散作用几乎无足轻重。这些迁移机理所受影响因素较复杂,如滤料尺寸、形状、滤速、水温、水中颗粒尺寸、形状和密度等。

  (2)颗粒粘附

  粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时,则在范德华引力和静电相互作用下,以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力下,被粘附于滤料颗粒表面上,或者粘附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。此外,絮凝颗粒的架桥作用也会存在。粘附过程与澄清池中的泥渣所起的粘附作用基本类似,不同的是滤料的固定介质,排列紧密,效果更好。因此,粘附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质。未经脱称的悬浮物颗粒,过滤效果很差,这就是证明。不过,在过滤过程中,尤其是过滤后期,当滤层中孔隙尺寸逐渐减小时,表层滤料的筛滤作用也不能完全排除,但这种现象并不希望发生。

  (3)直接过滤

  原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称“直接过滤”。直接过滤充分体现了滤层中尤其是深层滤料中的接触絮凝的作用。直接过滤有两种方式:1)原水经加药后直接进入滤池过滤,滤前不设任何絮凝设备。这种过滤方式一般称“接触过滤”。2)滤池前设一简易微絮凝池,原水加药混合后先经微絮凝池,形成粒径相近的微絮粒后(粒径大致在40~60μm左右)即刻进入滤池过滤。这种过滤方式称“微絮凝过滤”。上棕两种过滤方式,过滤机理基本相同,即通过脱称颗粒或微絮粒与滤料的充分碰撞接触和粘附,被滤层截留下来,滤料也是接触凝聚介质。不过前者往往因投药点和混合条件不同而不易控制进入滤层的微絮粒尺寸,后者可加以控制。之所以称“微絮凝池”,系指絮凝条件和要求不同于一般絮凝池。前者要求形成的絮凝体尺寸较小,便于深入滤层深处以提高滤层含污能力;后者要求絮凝体尺寸愈大愈好,以后果于在沉淀池内下沉。故微絮凝时间一般较短,通常在几分钟之内。

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