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常见问题

沸石滤料处理游泳池循环水效果评价

时间:2021/06/15点击:

目前,全国多数游泳池池水中尿素含量均有不同程度的超标现象,由于尿素会分解出氨氨和二氧化碳,而氨氮会与氯反应生成氯氨,对游泳者的皮肤和眼睛产生刺激作用,故应加强对游泳池中氨氮的去除。本文采用沸石作为滤料,观察游泳池中氨氮和悬浮物的去除情况,以达到改善游泳池水质的目的。

1 试验滤料装置及流程

1.1 试验滤料

沸石滤料,其特征参数为:粒径1-2.2mm,密度1.2t/m3,比重24,莫氏硬度3.5-4.0,氨吸附量160m mol/100g,铵离子交换量104m mol/100g,阳离子交换量119m mol/100g。

1.2 试验装置

SD 500玻璃钢过滤器:直径500mm,总高度1135mm,过滤面积0.2m2;SUPATUF100循环水泵:功率1hP。

1.3 试验流程

50m3游泳池→水泵→过滤器→出水返回游泳池。

1.4 测定方法

采用纳氏试剂比色法测定NH+4-N;采用WGZ-200浊度仪直接测定浊度;采用微粒计数测定仪颗粒计数。

2 结果与分析

2.1 氨氮的去除效果(图1)

沸石滤料处理游泳池循环水效果评价

图1表明,在滤速为36m2/(h·m2)的条件下,沸石滤料对氨氨的去除效果明显优于石英砂滤料。在第一循环周期(8h)内,沸石滤料过滤器对氨氮的去除率为68.8%,随着循环次数的增加,氨氮的去除率逐渐升高,经过3次循环后,池水中氨氨的浓度从原来的2.5mg/L下降为0.43mg/L,去除率为82.8%,当循环次数>3次时,氨氮的去除率基本保持不变。而石英砂滤料对氨氮的去除率<10%。

沸石滤料对于氨氮的去除效果明显优于石英砂滤料,其原因是在水体中的pH值接近中性时,氨氮多以溶解性的NHI形式存在,沸石滤料是一种多孔状的材料,具有较大的比表面积,经测定可达10m3/g以上,能与水中的氨氮发生离子交换和吸附作用从而去除氨氮;而石英砂滤料不属多孔性材料,内表面积很小,其比表面积仅约50cm2/g,难以与氨氮发生显著的吸附作用。由图1可知,泳池水氨氮的起始浓度为2.5mg/L,经过3次循环过滤后,氨氮的浓度可维持在0.5 mg/L以下,泳池水氨氨浓度的大幅度下降,可以减少由于氯消毒所产生的氯氨对泳者的皮肤和眼睛产生刺激作用同时也节省氯消毒剂的用量。

2.2 沸石滤料与石英砂滤料对池水浊度的去除效果(图2)

沸石滤料处理游泳池循环水效果评价

由图2可见,在相同的过滤条件下,2种滤料对浊度均有较高的去除率,出水的浊度都能控制在2浊度单位(NTU)以下,但沸石滤料的过滤效果略好于石英砂滤料,这是因为沸石的孔隙率大,从而使深层滤料的截污能力可以得到充分地发挥。由于浊度对水中许多颗粒无法显示,低浊度的水中可能仍存在着大量的颗粒物,为了更好地比较沸石滤料和石英砂滤料的过滤性能,有必要采用颗粒计数法研究这2种滤料对各粒径悬浮颗粒的去除效果。

2.3 不同粒径悬浮物的去除效果

通过试验比较沸石滤料与石英砂滤料分别对池水中不同粒径悬浮颗粒的去除效果。试验结果表明,沸石滤料对粒径范围为7-21μm悬浮物的去除效果均优于石英砂滤料,特别是对于粒径<13μm的颗粒,沸石滤料床的去除率高达82%,高出石英床的去除率约20%。这是因为2种滤料的表面性质存在差异,沸石滤料比石英砂滤料的比表面积大,且表面更加粗糙,在水中的Zeta电位也更接近于中性,这些因素都有利于水中的悬浮颗粒接近并吸附、沉积在沸石滤料表面。

2.4 沸石滤料的水力特性

过滤器经过一段时间的运行后会出现水头损失升高的现象,即进水口压力表的读数加大,此时需要对过滤器进行反冲洗以恢复其过滤功能。通过试验比较沸石滤料和石英砂滤料滤层阻力变化情况,由试验结果可知,在滤速为36m3/(h·m2)的条件下,沸石层在15个循环周期内的总水头损失为20kPa,而相同时间内石英砂滤料层的水头损失为35kPa,需要进行反冲洗。这是因为沸石滤料具有较大的孔隙率,且滤料空隙分布合理,从而使整个滤层都具有截污能力,而石英砂滤料滤层的深层截污能力较差。对需要反冲洗的沸石滤料层,反冲洗强度为10L/(s·m2),即可满足所需的膨胀率,满足过滤器反冲洗的要求,而石英砂滤料达到同样的膨胀率,所需的冲洗强度为115L/(s·m2),可见沸石滤料的反冲洗效率比石英砂滤料高。

3 小结

粒径为1-2.2mm的沸石滤料对游泳池水中的氨氮、悬浮物的去除效果明显优于同粒径的石英砂滤料,且水头损失小,运行周期长,反冲洗流量小,是一种适合于游泳池水循环过滤的新型滤料。