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無煙煤濾料采用人工分類,可減少無關(guān)礦物質(zhì)并降低灰分含量,經(jīng)過過濾和沖洗,確保其適合水過濾之用。無煙煤濾料具有良好的顆粒保持能力,能夠可靠地提高懸浮顆粒能力,因此無煙煤濾料被廣泛用于污水處理行業(yè)做水處理濾料使用。無煙煤濾料中的煤粒表面有許多大小不等的孔隙,這些孔隙就相當(dāng)于許多毛細(xì)管,由于毛細(xì)管作用及孔隙內(nèi)表面的疏水親油性質(zhì),而使油分子可以容易地?cái)D掉煤孔隙中原有的水分子,取而代之,因此無煙煤濾料有良好的吸附有機(jī)懸浮物,特別是吸附烴類油脂的性能,同時(shí)還有一定的除味脫色功效。
無煙煤濾料不做單獨(dú)使用,一般和石英砂濾料等其他凈水材料配合使用。多介質(zhì)過濾器填加的不是單一濾料,而是填裝無煙煤濾料、石英砂濾料和鵝卵石濾料等各種濾料,組成不同密度的上下兩層濾料。根據(jù)水質(zhì)要求,濾料采用不同的級(jí)配比,上層為密度較小,料徑較小的輕質(zhì)濾料,下層為密度較大,粒徑較大的濾料。由于兩種濾料的密度差較大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。石英砂和無煙煤濾料配合使用優(yōu)點(diǎn)是:經(jīng)過多個(gè)周期反沖洗后,仍能保持“輕、細(xì)”的濾料在上,“重、粗”的濾料在下的分層,形成濾料粒徑自上而下由小到大的粒度階梯濾層,提高了過濾水的穿透能力, 限度地發(fā)揮了不同密度、不同級(jí)配指標(biāo)下濾層的截污能力。通過自動(dòng)裝置設(shè)定每12h 反沖洗一次(15min) ,使濾料再生徹底,保證其過濾性能。
雙濾料全自動(dòng)過濾器與單一濾料的過濾罐相比,具有過濾量大、濾料再生能力強(qiáng)的特點(diǎn)。單一石英砂過濾罐是以石英為濾料,截污能力差,粒徑0.6~3.5mm 不等,上層0.6~1.2mm,中層1.2~2mm,下層2~3.5mm。經(jīng)過一個(gè)周期反沖洗后,根據(jù)石英砂的料徑大小分層,自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。無煙煤濾料國內(nèi)外沖洗形式基本有三種,即高速度水沖洗、水沖洗加輔助沖洗和氣沖加水沖洗。在國外,美國用高速度水沖洗較多,現(xiàn)在美國多用雙層濾池,因此目前也轉(zhuǎn)向用水沖洗加輔助沖洗或氣沖加水沖洗。氣水沖洗多用于歐洲,美國多用氣沖后加較低速度的水沖洗方式,歐洲大陸因用粗砂濾料的多,因此基本都用空氣和水同時(shí)沖洗的方式。蘇聯(lián)也有用氣、水沖洗的。日本以前也用氣、水沖洗以后因?yàn)V池使用較小粒徑的濾料,改用了輔助沖洗加水沖洗。我國水廠絕大多數(shù)用高速度水沖洗,個(gè)別水廠也有用氣、水沖洗,或用輔助沖洗加水沖洗。
一般濾層表面會(huì)含泥量大的單層濾池用輔助沖洗加水沖洗合適,濾層內(nèi)部含泥多的如雙層、多層及粗粒徑濾池及直接濾池,以氣、水沖洗好,但用此種方法,應(yīng)特別注意不使濾料流失。雙層濾池因?yàn)闉V前水懸浮物深入到濾層,還可以采取兩套旋轉(zhuǎn)沖洗設(shè)備,一套在煤層上,一套在高于未膨脹前的煤砂濾料交界上的5cm處,據(jù)報(bào)告這種方法對(duì)雙層濾池沖洗徹底。據(jù)有關(guān)一些資料介紹,一般沖洗到使濾層膨脹到25-30%的原濾層高度就可以,再高也沒有用處,反會(huì)使沖洗效果不好,但是雙層濾池沖洗時(shí),要使濾層液化浮起,因?yàn)樗c單一濾料濾層不同。單一濾料沖洗不需液化,只要將濾料上粘著物沖掉即可以,但雙層濾池濾料要分層,所以必須液化??諝饧铀疀_洗對(duì)于雙層濾池較好,使用時(shí)許多資料認(rèn)為以空氣和水同時(shí)反沖為佳,但要注意控制沖洗程序、氣量,以免造成煤濾料大量流失。
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無煙煤濾料在濾池中使用起到了凈化水質(zhì)的作用,但是由于無煙煤濾料的顆粒小,長時(shí)間使用就會(huì)有流失的情況,為了測(cè)試雙層濾池?zé)o煙煤濾料在正常沖洗情況下的流失情況,用了200×200cm方模型進(jìn)行試驗(yàn),排水槽寬20cm、高56cm,排水槽面積占模型濾池面積的40%。濾料級(jí)配:無煙煤濾料比重1.47、粒徑 1.11~1.76、厚30cm,比重2.77、粒徑0.56~1.11mm、厚度40cm,混雜1cm,墊層2~64mm、厚40cm,試驗(yàn)用水庫井水,水溫0.5~28℃。
試驗(yàn)時(shí)無煙煤濾料一接觸排水槽底,因過水?dāng)嗝嫱蝗豢s小,即有無煙煤濾料顆粒上躍。沖洗強(qiáng)度再加大,跳動(dòng)煤粒加高加多,可以見到無煙煤顆粒順著排水槽兩側(cè)有個(gè)別流失。再稍一加大,煤粒突然大量跳出,流到排水槽中。試驗(yàn)結(jié)果看到膨脹面超過槽底一定的距離(約17cm)即膨脹面距排水槽頂35~40cm,可以不跑濾料。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中,由于排水槽面積占濾池面積要小一些,膨脹面積離排水槽頂也可以小些,以控制不跑濾料。在生產(chǎn)當(dāng)中濾池剛一沖洗時(shí),濾層內(nèi)會(huì)翻起許多磨茹云,容易帶走無煙煤濾料。后來改變以前在沖洗前把水位只降到排水槽頂?shù)霓k法,將水位降到距濾層頂上15~20cm,沖洗時(shí)先緩開沖洗閘,當(dāng)沖洗水流到槽內(nèi)見黃泥湯,但無濾料時(shí),再用設(shè)計(jì)的沖洗強(qiáng)度沖洗,這種方法得到了效果。當(dāng)然在沖洗時(shí)還要根據(jù)水溫情況,掌握要求的沖洗強(qiáng)度。要注意防止沖洗管道積氣及濾層內(nèi)產(chǎn)生真空的現(xiàn)象。目前有關(guān)規(guī)范、指南、書籍有的已經(jīng)注意到此種辦法,并提出濾池 膨脹面要低于排水槽底,然而很多水廠在濾站沖洗上,不是在于習(xí)慣性,就是為圖省事,還是只降水到排水槽頂就進(jìn)行反沖,這樣就常常跑失煤濾料。單一砂濾池在這種情況下,也會(huì)發(fā)生跑砂事故。
無煙煤單層濾料用于地下水除錳的實(shí)驗(yàn)研
1、原水(深井)水質(zhì) [Mn2+]=9.3mg/L [Fe總]=14mg/L PH=6.5
2、工藝參數(shù):曝氣設(shè)備采用表面曝氣池,平板葉輪。除鐵濾柱共5個(gè),分別裝填濾料:、、和無煙煤濾料,雙層濾料。濾層厚度1000mm。除錳濾柱共8個(gè),分別裝填濾料:馬山、樂平錳砂、湘潭錳砂、錦西錳砂、無煙煤(6#濾柱)石英砂和石灰石等。濾層厚度1500mm左右。濾料粒徑,無煙煤d=1.5~2.0mm,其余d=0.6~1.4mm。濾速7.5m/h,反沖洗強(qiáng)度:無煙煤、、石灰石為12~14L/s m2,為16~18L/s.m2。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:a、曝氣效果良好,曝氣后溶解氧飽和度達(dá)60~70%,CO2散除率達(dá)76~87%,H2S散除率達(dá)76~79%,PH由6.4~6.6提高到7.4-7.6。b、一級(jí)過濾除鐵效果良好,出水總鐵一直穩(wěn)定在0.1mg/L以下。工作周期一般為24小時(shí),但無煙煤濾料-雙層濾料柱工作周期長達(dá)48小時(shí),較其他濾料工作周期延長了一倍。C、二級(jí)過濾,各種濾料均需經(jīng)歷一個(gè)成熟期,成熟期長短隨濾料不同而各異。樂平36天,馬山錳砂51天,無煙煤濾料為71大,石英砂和錦西錳砂為96天,成熟后的各種濾料均能穩(wěn)定地將[Mn2+]降0.1mg/L以下,在實(shí)驗(yàn)水質(zhì)條件下,各種濾料在成熟后均起著錳質(zhì)活性濾膜載體的作用。實(shí)驗(yàn)中觀察到,無煙煤濾料的工作周期長達(dá)6~8天,而其他濾料的工作周期只有4?6天。而且無煙煤的工作周期還可延長(水頭損失增長較慢),實(shí)驗(yàn)中怕濾層板結(jié),影響實(shí)驗(yàn),故人為地提前結(jié)束過濾周期。無煙煤單層濾料作為除錳濾料具有以下優(yōu)點(diǎn):a、成熟期較短,成熟后除錳效果良好。b、粒徑大d=1.5-2.0mm,孔隙率大,含污能力強(qiáng)。c、工作周期長達(dá)6?8天,表明整個(gè)濾層含污能力得到充分利用。d、無煙煤密度較小,需較小的反沖洗強(qiáng)度,節(jié)約反沖洗水量。 E、易于篩分、易于裝填、易于管理。三、無煙煤單層濾料用于地下水除鐵的生產(chǎn)實(shí)踐。
4、生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn):以無煙煤為濾料的除鐵實(shí)驗(yàn)。濾池面積12.5m2,無煙煤濾料d=0.6~2.0mm,濾層厚度為1000mm,濾速7~10m/h,工作周期人為地控制在48小時(shí)。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行一個(gè)月,濾后水[Fe]一直穩(wěn)定在0.3mg/L以下,效果良好。實(shí)驗(yàn)期間,還與同期安裝的成熟濾料濾池進(jìn)行了各種濾速的穩(wěn)定工作時(shí)間的對(duì)比測(cè)試,在相同濾速條件下,無煙煤濾料的穩(wěn)定工作時(shí)間長于錳砂,如濾速為10m/h。
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