淺談濾池各種濾料特性

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濾池作為自來水廠核心處理單元，其中濾料起著至關重要的作用。一般常用的濾料有（石英砂、顆粒活性炭、石榴石、鈦鐵礦石、陶粒等）如何選擇合適的濾料，需要根據原水水質進行選擇判斷，下面根據經驗進行各種濾料的原理特性進行淺談。

一.無煙煤濾料；
無煙煤濾料是由無煙煤經過挑選、破碎和兩次篩分加工而成，具有光澤度好、呈球狀的外觀，機械強度高，抗壓性能優(yōu)良，化學性能穩(wěn)定，不含有毒物質，耐磨損。同時，無煙煤濾料的表面粗糙，具備良好的吸附能力，并且孔隙率大（≥52%）。
在過濾池中使用無煙煤濾料有以下優(yōu)點：首先，由于無煙煤濾料的吸附能力強，可以有效攔截水中的有機雜質，為微生物提供大量的生長繁殖空間，從而對進水中的有機物起到降解作用以及對NH4+-N的硝化作用。其次，無煙煤濾料的機械強度和抗壓性能好，可以在過濾過程中承受高強度的沖洗壓力。此外，無煙煤濾料不僅可以用于單層濾料過濾，還可以組成雙層或三層濾料過濾工藝，使得整個濾床得以充分利用。

二.石英砂濾料具有以下優(yōu)點：
1. 無雜質，抗壓耐磨，機械強度高，化學性能穩(wěn)定。
2. 截污能力強，過濾精度高，效益高，使用周期長。
3. 適用于單層、雙層過濾池、過濾器和離子交換器中。
4. 通過優(yōu)化濾料和過濾器的設計，實現(xiàn)了過濾器的自適應運行，濾料對原水濃度、操作條件、預處置工藝等具有很強的自適應性。
5. 在過濾時濾床自動形成上疏下密狀態(tài)，有利于在各種運行條件下保證出水水質；反洗時濾料充分散開，清洗效果好。
6. 能有效去除水中的懸浮物，并對水中的膠體、鐵、有機物、農藥、錳、細菌、病毒等污染物有明顯的去除作用。
然而，石英砂濾料也存在一些缺點：
1. 反沖洗操作困難。如果反沖洗強度過高，會帶出細小顆粒，造成石英砂濾料的損失；而反沖洗強度太小時，不能使下部較大的石英砂濾料松動，長時間持續(xù)可能導致石英砂板結，惡化過濾狀況。
2. 由于石英砂濾料粒徑不均勻，會出現(xiàn)細石英砂濾料顆粒。這些細顆粒會集中在濾層表面，因此過濾后的污垢會堆積在濾層表面，過快增加水頭損失，縮短過濾周期。

三.顆粒活性炭在過濾池中的應用主要有以下優(yōu)點：
1. 顆粒活性炭濾池能有效去除水中的有害物質和微生物，如有毒氣體、有機物等。
2. 通過活性炭強大的吸附力，不僅可以有效過濾水中的懸浮物，獲得濁度更低的水，而且還可以去掉污泥中的水，獲得含水量較低的污泥。
3. 顆粒活性炭濾料具有發(fā)達的孔隙結構和良好的吸附性能，機械強度高，易反復再生，造價低等特點。
然而，顆粒活性炭濾池也存在一些缺點：
1. 顆粒活性炭濾池中菌落計數(shù)高，特別是在進水水質變化時，其出水中經常可以檢測出很高的菌落計數(shù)，這可能會影響水質。
2. 由于活性炭濾出懸浮物在濾層間的堆積，濾層的水阻力會逐漸增大。如果不及時反洗，會造成泥渣過多積聚，使濾料層結構變化，甚至造成“破裂”，導致過濾水短路，出水水質變差。

四.石榴石濾料作為一種新型礦物濾料，在凈水處理方面具有強大的競爭力和廣闊的應用前景。它是由化學性能穩(wěn)定的天然硅酸鹽礦物石榴石加工而成，石榴石礦物含量 ≥ 95%，顏色為棕褐色、淺黃綠色，比重 3.6-3.8，容量 2.0-2.2。
石榴石濾料優(yōu)點：
1. 石榴石濾料性能穩(wěn)定，價格低廉，可替代價格昂貴的錳砂金剛沙濾料和其他進口原料。
2. 它具有發(fā)達的孔隙結構和良好的吸附性能，機械強度高，易反復再生，造價低等特點。
3. 比重在4.1-4.4g/cm3之間，比重大的特性使它能承受水的浮力和高強度的沖洗壓力強，主要用在多介質過濾系統(tǒng)中底層濾料的位置，對過濾環(huán)節(jié)的水質起到關鍵性作用。
4. 耐腐蝕能力強，在酸堿中的溶解度只有1%，因此適用于處理酸性、堿性和中性等各種水質。
石榴石濾料缺點：
1. 顆粒大小不均可能會導致水流速度不均勻，影響過濾效果。
2. 在使用過程中可能會產生磨損，需要定期更換。
五.鈦鐵礦石是鐵和鈦的氧化物礦物，又被稱為鈦磁鐵礦，是提取鈦和二氧化鈦的主要礦石。它具有灰到黑色的外觀，晶體一般為板狀，集合在一起形成塊狀或粒狀。
鈦鐵礦石作為濾料，其主要優(yōu)點：
1. 鈦鐵礦石具有發(fā)達的孔隙結構和良好的吸附性能，機械強度高，這使得其在過濾環(huán)節(jié)中能夠承受高強度的沖洗壓力，確保水質。
2. 同時，其比重在4.1-4.4g/cm3之間，比重大的特性使它能在水中穩(wěn)定地懸浮，不易被沖走。
3. 此外，鈦鐵礦石的耐腐蝕能力強，適用于處理酸性、堿性和中性等各種水質。
鈦鐵礦石存在一些缺點：
1. 顆粒大小不均可能會導致水流速度不均勻，影響過濾效果。
2. 在使用過程中可能會產生磨損，需要定期更換。
3. 對于細粒級的鈦鐵礦石選別能力較差，回收率較低。
六.陶粒濾料特點；
陶粒濾料以陶土、粘土和粘溶劑等為主要原料，經過團磨、篩分、煅燒等加工步驟而制成。其特性包括表面堅硬、內部多微孔、孔隙率高，這為微生物提供了豐富的生長空間。
陶粒濾料的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，由于其較大的開孔率和孔徑，可以有效攔截水中的有機雜質，為微生物提供大量的生長繁殖空間，從而對進水中的有機物起到降解作用以及對NH4+-N的硝化作用。其次，陶粒濾料的表面微孔豐富，比表面積大，易掛膜且生物量大，對NH3-N、COD的去除效果好，截污能力強，因此處理出水水質高。此外，該濾料的孔隙分布均勻，適宜微生物生長的中孔和大孔均勻分布，有助于克服因濾料層孔隙分布不均勻而造成的水頭損失大、堵塞和板結的問題。
然而，陶粒濾料也存在一些缺點：與活性炭相比，陶粒沒有活性炭一樣很大的比表面積，其微孔構成的內表面積也明顯小于活性炭；在運行過程中，可能需要更頻繁的反洗和更換濾料來保持其處理效果。
以上為自來水廠濾池使用各種濾料的原理和特性，一般設計在考慮濾料時均會采用石英砂作為過濾原料，性價比高。但是根據經驗，還是要根據原水情況進行濾料選擇。