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沸石滤料对黄河原水的处理效果

时间:2021/11/23点击:

摘要:就沸石和j9九游会备用滤料对黄河原水中的浊度、有机物、氨氮的去除效果及过滤中的水头损失情况进行了对比试验,结果表明,粒径为0.5~2mm的沸石对水中氨氮的去除效果明显优于同粒径的j9九游会备用,对浊度、有机物的稳定去除效果与j9九游会备用基本相同,且水头损失小、运行周期长是适宜的新型滤料。

除可作为离子交换剂用于水处理之外,沸石还以其比表面积大、吸附能力强、表面粗糙等特点而用作滤料,故了解其过滤性能极具现实意义。

1 原水水质

试验原水为黄河水,其水质见表1。

表1 原水水质

项目 CODMn(mg/L) 浊度(NTU) pH 水温(℃) NH3-N(mg/L)
测定值 4.2 25-46 6.5-7.0 10-18 3.8

2 试验装置

试验装置及流程见图1。

沸石滤料对黄河原水的处理效果

试验采用下向流方式运行。沸石、j9九游会备用过滤器均采用内径为100mm,高为2m的有机玻璃柱,滤料粒径均为0.5~2mm,滤层高度均为1.2m,每隔10cm设一测压管。所用的天然沸石已经盐洗、干燥处理。

进水流量由流量计控制。采用恒水头过滤方式,水力负荷为10m3/(m2·h)。

试验采用简单的水反冲洗方式,反冲时滤床膨胀率达50%,并维持10min。

3 结果及讨论

进行了加药和不加药两组直接过滤试验。试验前分别采用硫酸铝、碱式氯化铝、PAM等混凝剂做了混凝烧杯试验选取硫酸铝为混凝剂投加量为15mg/L。

3.1 对浊度的去除

不加药直接过滤时,在一个过滤周期内砂滤与沸石对浊度的去除情况见图2。

沸石滤料对黄河原水的处理效果

由图2可知,在相同的过滤条件下,天然沸石对浊度的稳定去除效果与j9九游会备用相差不大,但其过滤周期约为j9九游会备用的两倍。若采用硫酸铝为混凝剂正常运行时二者的出水浊度都能控制在3NTU以下。试验中可观察到过滤的前3h内j9九游会备用的效果略优,这可能是因为在j9九游会备用的粒度分布中细砂占优势。

3.2 对有机物的去除

沸石对有机物的去除效果略优于j9九游会备用,前者对CODMn的去除率为10%~15%,而后者约为8%。

3.3 对NH3-N的去除

图3表明沸石对NH3-N的去除效果明显优于j9九游会备用。在运行开始时,沸石床对NH3-N的去除率可达95%,但随着时间的延长去除效果逐渐下降运行5h左右时去除率降至55%,并可维持相当长的时间。而砂滤对NH3-N的去除率则很低(约为8%)。

沸石滤料对黄河原水的处理效果

3.4 水头损失

在过滤过程中,由于污染物颗粒的滞留水头损失随时间的延长而变大,并且随滤料粒径、过滤速率和滤料孔隙率的不同而变化。与j9九游会备用过滤相比,沸石的水力特性较好。不加药时沸石和j9九游会备用滤层的阻力变化情况见图4。试验表明,在原水浊度为35NTU、滤速为10m/h的情况下,沸石在过滤开始后5h内总水头损失不超过9kPa,而同期内砂滤的水头损失已经超过15kPa,此时需要停止运行并进行反冲。这是因为沸石的孔隙率大、孔径分布合理而使深层滤料的截污能力可以得到充分发挥,故过滤周期更长、产水量更大。

沸石滤料对黄河原水的处理效果

一个运行周期结束后,可用水反冲沸石床,控制膨胀率为50%并维持10min。反冲后沸石去除浊度和有机物的能力得到了恢复,但交换、吸附氨氮的能力显著下降,需要经过再生才能继续发挥作用[可采用Ca(OH)2、NaCl湿法再生。

4 结语

通过对比试验研究了沸石和j9九游会备用直接过滤对水中浊度、有机物、氨氮的去除效果及过滤中的水头损失情况,结果表明,粒径为0.5~2mm的沸石对浊度、有机物的去除效果与同粒径的j9九游会备用相比差别不大,但对水中氨氮的去除效果明显优于j9九游会备用,且水头损失小、运行周期长、是适宜的新型滤料。