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对于滤料截除悬浮物质的确切作用过程,目前还不十分清楚,但一般认为必须通过微颗粒间滤料表面“输送”以及在滤料表面的“附着”两个阶段才能达到。在“附着”过程中,滤料除浊质能力的好坏不仅与浊质粒子的物理化学特性有关,并且滤料本身的表面物理和化学特性也具有很大的关系。然而单位面积滤层滤料表面积的大小对这整个滤后水水质的好坏具有很大的影响。本试验采用福建生产的同产地同种类材质的粗细两种石英砂滤料,在AB两实验柱单位面积滤层所提供的滤料表面相等的条件下进行对比实验。
实验采用福建生产的均质石英砂滤料。规格为:粗砂deq=mm,ε=,ψ=,d=,K=,滤层厚mm;细砂deq=,ε=,ψ=,d=,K=,滤层厚mm。模型滤池是两套高mm,直径mm的有机玻璃柱,沿柱体纵向有测压管和取样管。实验采用ALSO)作为混凝剂,以高岭土自配原水,在原水水质,滤床结构,滤柱运行控制参数及投药量完全相同的情况下,进行对比实验。A柱装入粗砂,B柱装入细砂。石英砂水头损失与时间的关系图jpg试验中滤柱均运行小时,滤速分别采用m/h,m/h,流向朝下,投药量ALT分别采用,,进水浊度NTU。
出水浊度的变化情况比较如图c),d),e),f)所示石英砂水头损失与时间的关系图jpg由图c),d),e),f)可知:在每组对比试验中,原水浊度滤速投药量单位面积滤层所提供的滤料总表面积相同的情况下,粗细石英砂过滤的出水浊度相同,在原水浊度滤速投药量相同的情况下,原水具有相同的过滤性能,单位面积滤层所提供的滤料总表面积相同,为悬浮颗粒被吸附在滤料表面提供相同的吸附空间,被滤料表面所吸附的悬浮颗粒量相同,所以,粗细石英砂过滤的出水浊度相同。
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改性石英砂滤料能去除水中的硒SeO-和SeO-是Se在水中的主要存在形式，Se过量时，对人体有害。研究人员研究发现利用氧化铝覆盖的砂粒AOCS)作为吸附剂，可以有效地除去水中的SeIV)和SeVI)。制备时的pH影响AOCS对Se的吸附，研究发现pH值为．，AOCS对SeIV)和SevI)的去除率高，量比分别为．mgSeIV)／gAOCS和．mgSeVI)／gAOCS。SeIV)和SeVI)的吸附等温线参数与吸附时溶液的pH值有关，在一定的pH范围内大吸附量随pH值上升而下降。
在适当的pH值吸附剂量和吸附时间条件下，可使Se的去除率接近%。研究人员利用氧化铁涂层砂改性滤料除氟实验中，发现在低pH值条件下pH值小于．O)除氟率可达%以上，但随着水的pH值的升高，除氟率有所下降；除氟吸附等温线属于典型的Langmuir型。三改性石英砂滤料能去除水中的有机物研究人员利用氧化铁涂层砂进行去除有机物研究，发现在酸性条件下，氧化铁涂层砂可有效的吸附天然有机物，NOM)；水中存Ca+Mg+CI’SeO-和HCO-离子，即使在其浓度很高时，对其吸附NM的容量没有任何影响。
由图可知粗石英砂的过滤水头损失小于细石英砂的过滤水头损失,这主要是因为粗滤料的有效孔隙率优于细滤料的有效孔隙率,粗滤料截留浊质后滤层内部的水流曲线变化比细滤料截留浊质后滤层内部的水流曲线变化慢且小。由表可知,在单位面积滤层滤料表面积相等的条件下,出水水质基本相同,然而从F值的大小可知,粗砂的F值比细砂的F值平均优于%左右,主要是因为粗砂过滤的水头损失小于细砂过滤的水头损失,就水头损而言,宜采用粗砂作为滤料较好。
截留概率K值表示了浊质通过某一粒径滤料厚度滤层时被截留的概率,在滤柱工作小时后,AB两柱出水的平均浊度及滤柱截留概率K值见表,在投药量滤速进水浊质单位面积滤层滤料表面积相同的条件下,AB两柱滤层截留概率K值相同,说明同种材质的粗细两种滤料的滤层去除浊质的模式相同,从Ka或Kb可看出,虽进水浊质滤料及其表面积相同,但投药量滤速对滤层截留模式有所影响,滤速对浊质的“输送”过程具有一定的影响,投药量在一定程度上影响浊质表面的物理化学特性,从而影响浊质与滤料表面的附着过程。
从严格的理论上讲,滤料所具有的对悬浮物的截留能力的滤料所提供的表面积,快滤池的过滤能力主要来自滤料颗粒表面吸附作用。在过滤过程中,滤料所提供的颗粒表面越大,对水中悬浮物的附着力越强,为要达到一定的预期的出水水质要求,滤料所提供的表面积应满足某一小值,滤料所具有的截留能力还与滤料本身的表面特性有关。实验表明同种材质单位面积滤层滤料表面积及滤池运行参数均相同的情况下,出水水质基本相同,用单位面积滤层滤料表面积来衡量对滤池滤料的要求比L/d指标更合理,其截留模式相同。
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