无烟煤滤料的性质和作用机理

发布时间:2019-10-03 浏览次数:

过去无烟煤主要是作为民用燃料,近年来随着工业的发展和社会的进步,无烟煤的用途也越来越广泛,不仅在民用、冶金、化肥等部门,用做燃料和原料,而且用无烟煤可生产多种碳素材料。无烟煤的广泛用途逐渐被人们所认识,新的应用领域不断被开发,无烟煤滤料就是近年来被开发的一种新型滤水材料。

无烟煤滤料的性质和作用机理

无烟煤滤料是把天然块状无烟煤,经过破碎筛分而加工成一定粒级直接用于水过滤工艺的一种滤料。在国外已广泛应用于自来水及各类污水的过滤工艺中。无烟煤滤料在我国应用历史并不长,六十年代中期,中国市政工程设计院研究开发了以石英砂和无烟煤为滤料的双层滤料滤池工艺。七十年代初开始应用在以地表水为水源的自来水过滤工艺中,然后天津自来水公司是最早采用双层滤料滤池过滤水的单位,他们在滤池中铺设两层滤料,上层为无烟煤,下层为石英砂,因而改善了过滤效果,提高了生产能力,比多年来使用单层石英砂滤料过滤滤速快、周期长、截污能力大,因而这种双层滤料工艺很快在一些大城市的自来水厂推广应用。

无烟煤滤料的性质和作用机理

七十年代中期,中国市政工程中南设计院,又开发了三层滤料滤池工艺 ,即各层滤料从上到下分别采用无烟煤、石英砂和磁铁矿,效果比双层滤料工艺又有改进,首先在黄石自来水公司应用。1980年4月,曾在我国最大的东方红炼油厂用三层滤料滤池工艺进行炼油厂污水的处理试验,取得了非常理想的过滤效果。但是,由于种种原因该工艺在污水处理方面推广不利,目前很少应用。

然而无烟煤是煤炭中碳化程度最高的煤种,其化学性质不活泼,质地比较坚硬,密度一般在1.35-1.9之间。由于煤炭主要由有机物组成,因而纯净的煤粒表面基本上是非极性的,实践证明,非极性的固体表面亲非极性的液体而疏极性液体,因此煤粒表面亲非极性的烃类油、疏极性的水。煤中碳含量是随着煤化程度的提高而增加,其表面的疏水亲油性质也随碳化程度增加而加强,所以无烟煤滤料的表面性质是疏水亲油的,用其过滤含油污水效果很好。煤炭又是多孔性物质,无烟煤滤料中的煤粒表面有许多大小不等的孔隙,这些孔隙就相当于许多毛细管,由于毛细管作用及孔隙内表面的疏水亲油性质,而使油分子可以容易地挤掉孔隙中原有的水分子,取而代之,因此无烟煤滤料有良好的吸附有机悬浮物,特别是吸附烃类油脂的性能,同时还有一定的除味脱色功效。

无烟煤滤料的性质和作用机理

国内外一般使用和饮用地表水均要经过过滤工艺,处理各种污水都把滤池过滤工艺放在其他工艺之后,作为进一步处理污水的把关工艺,所以滤池运行的好坏直接影响到污水排放的水质。传统的过滤工艺都是使用单层石英砂做为滤料,这种单层砂滤料在滤池反冲洗时,由于水力分级作用,小颗粒砂粒因重量轻,下降速度慢而落在滤床的上部,大颗粒砂粒则落在滤床的下部。由于小颗粒都集中于滤床的表面,使过滤面积减小,滤池阻力增大,而滤床下层的大颗粒则不能充分发挥作用。使用无烟煤滤料的双层和三层滤料过滤工艺则克服了上述单层砂滤料过滤的缺点,它主要利用各层滤料的不同比重特点,如三层滤料为:上层用大粒径小比重的无烟煤滤料(比重为1.4-1.6),中层是中粒径中比重的石英砂滤料(比重为2.6),下层为小粒径、大比重的磁铁矿滤料(比重为4.6-4.95),由这三种不同比重、不同粒径的滤料组成了一个均匀的理想的过滤床层,使整个滤床得以充分利用。因三种(或二种)滤料比重的差别,所以在反冲水后滤料仍按比重下沉、不混层。由于滤床的多层结构,上层颗粒大而轻,因而形成了在整个过滤深度上和体积过滤,而不是单层滤料的面积过滤,这种床层的含污能力大,过滤周期长,能提高滤水生产能力。

无烟煤滤料是把天然块状无烟煤,经过破碎筛分而加工成一定粒级直接用于水过滤工艺的一种滤料。在国外已广泛应用于自来水及各类污水的过滤工艺中。无烟煤滤料在我国应用历史并不长,六十年代中期,中国市政工程设计院研究开发了以石英砂和无烟煤为滤料的双层滤料滤池工艺。七十年代初开始应用在以地表水为水源的自来水过滤工艺中,然后天津自来水公司是最早采用双层滤料滤池过滤水的单位,他们在滤池中铺设两层滤料,上层为无烟煤,下层为石英砂,因而改善了过滤效果,提高了生产能力,比多年来使用单层石英砂滤料过滤滤速快、周期长、截污能力大,因而这种双层滤料工艺很快在一些大城市的自来水厂推广应用。

七十年代中期,中国市政工程中南设计院,又开发了三层滤料滤池工艺 ,即各层滤料从上到下分别采用无烟煤、石英砂和磁铁矿,效果比双层滤料工艺又有改进,首先在黄石自来水公司应用。1980年4月,曾在我国最大的东方红炼油厂用三层滤料滤池工艺进行炼油厂污水的处理试验,取得了非常理想的过滤效果。但是,由于种种原因该工艺在污水处理方面推广不利,目前很少应用。

然而无烟煤是煤炭中碳化程度最高的煤种,其化学性质不活泼,质地比较坚硬,密度一般在1.35-1.9之间。由于煤炭主要由有机物组成,因而纯净的煤粒表面基本上是非极性的,实践证明,非极性的固体表面亲非极性的液体而疏极性液体,因此煤粒表面亲非极性的烃类油、疏极性的水。煤中碳含量是随着煤化程度的提高而增加,其表面的疏水亲油性质也随碳化程度增加而加强,所以无烟煤滤料的表面性质是疏水亲油的,用其过滤含油污水效果很好。煤炭又是多孔性物质,无烟煤滤料中的煤粒表面有许多大小不等的孔隙,这些孔隙就相当于许多毛细管,由于毛细管作用及孔隙内表面的疏水亲油性质,而使油分子可以容易地挤掉孔隙中原有的水分子,取而代之,因此无烟煤滤料有良好的吸附有机悬浮物,特别是吸附烃类油脂的性能,同时还有一定的除味脱色功效。

国内外一般使用和饮用地表水均要经过过滤工艺,处理各种污水都把滤池过滤工艺放在其他工艺之后,作为进一步处理污水的把关工艺,所以滤池运行的好坏直接影响到污水排放的水质。传统的过滤工艺都是使用单层石英砂做为滤料,这种单层砂滤料在滤池反冲洗时,由于水力分级作用,小颗粒砂粒因重量轻,下降速度慢而落在滤床的上部,大颗粒砂粒则落在滤床的下部。由于小颗粒都集中于滤床的表面,使过滤面积减小,滤池阻力增大,而滤床下层的大颗粒则不能充分发挥作用。使用无烟煤滤料的双层和三层滤料过滤工艺则克服了上述单层砂滤料过滤的缺点,它主要利用各层滤料的不同比重特点,如三层滤料为:上层用大粒径小比重的无烟煤滤料(比重为1.4-1.6),中层是中粒径中比重的石英砂滤料(比重为2.6),下层为小粒径、大比重的磁铁矿滤料(比重为4.6-4.95),由这三种不同比重、不同粒径的滤料组成了一个均匀的理想的过滤床层,使整个滤床得以充分利用。因三种(或二种)滤料比重的差别,所以在反冲水后滤料仍按比重下沉、不混层。由于滤床的多层结构,上层颗粒大而轻,因而形成了在整个过滤深度上和体积过滤,而不是单层滤料的面积过滤,这种床层的含污能力大,过滤周期长,能提高滤水生产能力。

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