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過(guò)濾是污水深度處理的主要工藝之一，而濾料則是深床過(guò)濾技術(shù)的關(guān)鍵，作為濾料不僅要資源豐富，硬度大，抗腐蝕性好，密度大，機(jī)械強(qiáng)度高，截污能力強(qiáng)，使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)外，還必須具有較強(qiáng)的吸附性。石英砂是使用最早，也是應(yīng)用較廣泛的過(guò)濾介質(zhì)，是廢水處理的理想濾料。

1、石英砂濾料的原理

在石英砂濾料進(jìn)行水處理的過(guò)程中，懸浮顆粒的去除主要是由顆粒和濾料之間以及顆粒與顆粒之間的吸附粘附作用而完成的，這就涉及到兩方面的原理：

一是被水?dāng)y帶的懸浮顆粒物發(fā)生遷移，脫離水流流線向?yàn)V料表面靠近，既遷移機(jī)理；

二是當(dāng)懸浮顆粒與濾料接觸時(shí)，依靠某種或某幾種力（范德華力、表面張力及庫(kù)侖力等）的作用使得它們粘附在濾料表面上，這就是顆粒的粘附機(jī)理。

要保證過(guò)濾出水水質(zhì)，就需要保證濾層濾料一定的表面積，為懸浮顆粒吸附在表面上提供足夠的吸附空間，以便懸浮顆粒物有效的被吸附在濾料表面。懸浮顆粒物在濾層空隙水流中遷移輸送由沉淀、慣性、阻截、擴(kuò)散、動(dòng)力效應(yīng)等基本作用的過(guò)程，至于顆粒受到哪些力的作用，取決于濁質(zhì)粒度的大小。在過(guò)濾過(guò)程中，濾料的表面積起到最重要的作用，濾料所提供的顆粒表面越大，對(duì)水中懸浮物的附著力越強(qiáng)，為要達(dá)到一定的預(yù)期的出水水質(zhì)要求，濾料所提供的表面積應(yīng)滿足某一最小值。

2、石英砂濾料的基本要求

《CJ/T43-2005水處理用濾料》對(duì)石英砂濾料的規(guī)定如下：

（1）石英砂(或以含硅物質(zhì)為主的天然砂)濾料應(yīng)為堅(jiān)硬、耐用、密實(shí)的顆粒。在加工和過(guò)濾、沖洗過(guò)程中應(yīng)能抗蝕，其含硅物質(zhì)（以SiO₂計(jì)）不應(yīng)小于85%；

（2）密度應(yīng)在2.5-2.7g/cm³，密度小于2g/cm³的輕物質(zhì)不應(yīng)大于0.2%；

（3）含泥量＜1%，不應(yīng)含可見(jiàn)的泥土、粉屑、云母或有機(jī)雜質(zhì)。

（4）鹽酸可溶率＜3.5%；

（5）破碎率與磨損率之和＜2%；

（6）灼燒減量不應(yīng)大于0.7%；

（7）石英砂濾料的粒徑：?jiǎn)螌踊螂p層濾料濾池的石英砂濾料粒徑范圍，一般為0.5～1.2mm；三層濾料濾池的石英砂濾料粒徑范圍，一般為0.5～0.8mm。在各種粒徑范圍的石英砂濾料中，小于指定下限粒徑的不應(yīng)大于3%，大于指定上限粒徑的不應(yīng)大于2%。石英砂濾料的有效粒徑和不均勻系數(shù)，由使用單位確定。

《DL/T336-2010石英砂濾料的檢測(cè)與評(píng)價(jià)》對(duì)石英砂濾料的基本要求如下：

（1）石英砂濾料應(yīng)為堅(jiān)硬、密實(shí)的顆粒；

（2）外觀應(yīng)呈乳白色或無(wú)色半透明狀，且顯無(wú)可覓的泥土、粉屑等雜質(zhì)。

（3）石英砂濾料的粒徑配比；

石英砂濾料的粒徑配比

（4）石英砂濾料的粒度和不均衡系數(shù)；

過(guò)濾材料粒度表

（5）石英砂濾料具體技術(shù)要求如下。

石英砂濾料具體技術(shù)要求

3、影響石英砂濾料過(guò)濾效果的因素

（1）水質(zhì)的溫度

溫度對(duì)濾料過(guò)濾的影響是明顯的，溫度高，水的粘度高，有利于過(guò)濾，溫度低，水的粘度低，不利于過(guò)濾。溫度一般控制在20-30℃，不同水質(zhì)不同情況，最佳溫度在使用石英砂過(guò)濾時(shí)，可以現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行小試，然后再行確定。

（2）pH值

普通石英砂在pH中性及值范圍內(nèi)的酸性水中都很穩(wěn)定，但在堿性條件下有微溶現(xiàn)象?；瘜W(xué)水處理中SiO₂增量不應(yīng)超過(guò)2mg/L。

（3）運(yùn)行周期

石英砂濾料在使用過(guò)程中，使用周期隨不同水質(zhì)而不同，為了保證出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，要及時(shí)檢驗(yàn)石英砂濾料的運(yùn)行狀況，并且要隨時(shí)檢驗(yàn)出水的濁度，當(dāng)出水不在清澈，水質(zhì)濁度高時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行反沖洗濾料，在日常的試驗(yàn)中，把握石英砂濾料的使用周期。一般可以以水頭損失為石英砂濾料是否到期為依據(jù)，當(dāng)水頭損失為1.5～1.8m時(shí)，說(shuō)明濾料周期已到，停止過(guò)濾，進(jìn)行反沖洗。

（4）石英砂濾料的孔徑

在研究均質(zhì)石英砂過(guò)濾性能研究中發(fā)現(xiàn)，不同粒徑的均質(zhì)石英砂進(jìn)行直接過(guò)濾，在單位面積濾層濾料表面積相等的條件下，進(jìn)行過(guò)濾性能比較，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，單位濾層濾料顆粒表面積相等的條件及運(yùn)行參數(shù)相同的情況下，過(guò)濾以后，出水的濁度等基本相同，粗石英砂過(guò)濾的水頭損失小于細(xì)石英砂的過(guò)濾的水頭損失。主要是因?yàn)榇至降挠行Э紫堵蕛?yōu)于細(xì)粒徑的有效孔隙率，粗粒徑濾料截留濁質(zhì)后濾層內(nèi)部水流變化比細(xì)粒徑濾料截留濁質(zhì)后濾層內(nèi)部水流變化慢且小，在處理污水過(guò)程中，一般采用較粗粒徑的濾料。

（5）石英砂濾料濾層的厚度

石英砂濾料濾層的厚度本沒(méi)有硬性的規(guī)定，各單位或企業(yè)可根據(jù)不同的水質(zhì)自行制定濾層厚度，但根據(jù)我國(guó)許多生產(chǎn)過(guò)程中水處理的實(shí)際情況試驗(yàn)中，有一定的經(jīng)驗(yàn)，可以借鑒一下。如：?jiǎn)螢V層濾料過(guò)濾中，使用石英砂粒徑為0.5～1.2mm，而濾層厚度為0.7m。

石英砂濾料的粒徑和厚度對(duì)過(guò)濾性能的好壞有著重要的作用。在使用濾層過(guò)濾中，濾料的濾徑越大，可容納的懸浮物空間越大，過(guò)濾能力強(qiáng)，截污量大；而同樣的足夠保護(hù)厚度的條件下，懸浮物可以更多地被截留，使中下層濾料更好的發(fā)揮作用。所以粒徑與濾層厚度的選擇，是衡量過(guò)濾器性能的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為，濾層厚度和粒徑的比值越大越好，當(dāng)然，在各企業(yè)中，可根據(jù)自己污水性質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)中尋求二者的最佳關(guān)系值。

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