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過(guò)濾器是通過(guò)多孔材料層去除水中懸浮物的工藝過(guò)程而發(fā)展起來(lái)的。用于過(guò)濾的多孔材料稱(chēng)為過(guò)濾材料或過(guò)濾介質(zhì),石英砂是常用的顆粒過(guò)濾材料。用顆粒無(wú)煙煤濾料過(guò)濾的方法已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間,對(duì)其機(jī)理也有一個(gè)長(zhǎng)期不斷發(fā)展的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
19世紀(jì),工業(yè)用濾池中放置的砂粒非常細(xì),過(guò)濾速度非常慢,約為0.1-0.3m/h,稱(chēng)為慢濾池。慢池是由藻類(lèi)和原生動(dòng)物在砂層表面繁殖而形成的粘膜。慢濾池生產(chǎn)率太低,含有微粘土顆粒的原水處理效果差,工業(yè)上沒(méi)有發(fā)展?,F(xiàn)在工業(yè)上使用的都是快濾池,過(guò)濾速度可以高達(dá)8-100m/h或更大。
無(wú)煙煤濾料是把天然塊狀無(wú)煙煤,通過(guò)破碎篩分而加工成必定粒級(jí)直接用于水過(guò)濾工藝的一種濾料。在國(guó)外已廣泛應(yīng)用于自來(lái)水及各類(lèi)污水的過(guò)濾工藝中。
然而無(wú)煙煤是煤炭中碳化程度高的煤種,其化學(xué)性質(zhì)不活潑,質(zhì)地比較堅(jiān)硬,密度一般在1.35-1.9之間。因?yàn)槊禾恐饕捎袡C(jī)物組成,因此純凈的煤粒外表基本上是非極性的,實(shí)踐證明,非極性的固體外表親非極性的液體而疏極性液體,因此煤粒外表親非極性的烴類(lèi)油、疏極性的水。煤中碳含量是跟著煤化程度的提高而添加,其外表的疏水親油性質(zhì)也隨碳化程度添加而加強(qiáng),所以無(wú)煙煤濾料的外表性質(zhì)是疏水親油的,用其過(guò)濾含油污水效果很好。
因?yàn)椴还苁侨魏蔚臇|西都是有它的使用期的,因此無(wú)煙煤濾料也不例外,并且在它對(duì)水里面的雜質(zhì)進(jìn)行一定的吸附以后,就會(huì)在里面進(jìn)行保存,這樣也就會(huì)減少無(wú)煙煤濾料里面小孔的含量,而這樣如果在繼續(xù)進(jìn)行使用的話,會(huì)對(duì)水的過(guò)濾起到一定的影響,那么在這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)行濾料的更換了。一般一到兩年進(jìn)行一次更換,如果使用合理,可以延長(zhǎng)至三四年更換一次。
無(wú)煙煤濾料過(guò)濾機(jī)理雖然較復(fù)雜,但在具體條件下某種作用顯著一些,例如當(dāng)濾料顆粒較小,水流是由上向下通過(guò)濾層時(shí),過(guò)濾作用主要體現(xiàn)在濾層表面,此時(shí),過(guò)濾機(jī)理主要是篩分和架橋作用,這種過(guò)濾稱(chēng)為表面過(guò)濾。當(dāng)過(guò)濾過(guò)程發(fā)生在濾層中間時(shí),吸附與混凝起主要作用,這種過(guò)濾可稱(chēng)為深層過(guò)濾或?yàn)V床過(guò)濾。