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无烟煤单层滤料用于地下水除锰的实验研
1、原水(深井)水质 [Mn2+]=9.3mg/L [Fe总]=14mg/L PH=6.5
2、工艺参数:曝气设备采用表面曝气池,平板叶轮。除铁滤柱共5个,分别装填滤料:、、和无烟煤滤料,双层滤料。滤层厚度1000mm。除锰滤柱共8个,分别装填滤料:马山、乐平锰砂、湘潭锰砂、锦西锰砂、无烟煤(6#滤柱)石英砂和石灰石等。滤层厚度1500mm左右。滤料粒径,无烟煤d=1.5~2.0mm,其余d=0.6~1.4mm。滤速7.5m/h,反冲洗强度:无烟煤、、石灰石为12~14L/s m2,为16~18L/s.m2。
3、实验结果:a、曝气效果良好,曝气后溶解氧饱和度达60~70%,CO2散除率达76~87%,H2S散除率达76~79%,PH由6.4~6.6提高到7.4-7.6。b、一级过滤除铁效果良好,出水总铁一直稳定在0.1mg/L以下。工作周期一般为24小时,但无烟煤滤料-双层滤料柱工作周期长达48小时,较其他滤料工作周期延长了一倍。C、二级过滤,各种滤料均需经历一个成熟期,成熟期长短随滤料不同而各异。乐平36天,马山锰砂51天,无烟煤滤料为71大,石英砂和锦西锰砂为96天,成熟后的各种滤料均能稳定地将[Mn2+]降0.1mg/L以下,在实验水质条件下,各种滤料在成熟后均起着锰质活性滤膜载体的作用。实验中观察到,无烟煤滤料的工作周期长达6~8天,而其他滤料的工作周期只有4?6天。而且无烟煤的工作周期还可延长(水头损失增长较慢),实验中怕滤层板结,影响实验,故人为地提前结束过滤周期。无烟煤单层滤料作为除锰滤料具有以下优点:a、成熟期较短,成熟后除锰效果良好。b、粒径大d=1.5-2.0mm,孔隙率大,含污能力强。c、工作周期长达6?8天,表明整个滤层含污能力得到充分利用。d、无烟煤密度较小,需较小的反冲洗强度,节约反冲洗水量。 E、易于筛分、易于装填、易于管理。三、无烟煤单层滤料用于地下水除铁的生产实践。
4、生产性实验:以无烟煤为滤料的除铁实验。滤池面积12.5m2,无烟煤滤料d=0.6~2.0mm,滤层厚度为1000mm,滤速7~10m/h,工作周期人为地控制在48小时。实验运行一个月,滤后水[Fe]一直稳定在0.3mg/L以下,效果良好。实验期间,还与同期安装的成熟滤料滤池进行了各种滤速的稳定工作时间的对比测试,在相同滤速条件下,无烟煤滤料的稳定工作时间长于锰砂,如滤速为10m/h。
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试验时无烟煤滤料一接触排水槽底,因过水断面突然缩小,即有无烟煤滤料颗粒上跃。冲洗强度再加大,跳动煤粒加高加多,可以见到无烟煤颗粒顺着排水槽两侧有个别流失。再稍一加大,煤粒突然大量跳出,流到排水槽中。试验结果看到膨胀面超过槽底一定的距离(约17cm)即膨胀面距排水槽顶35~40cm,可以不跑滤料。在实际运行当中,由于排水槽面积占滤池面积要小一些,膨胀面积离排水槽顶也可以小些,以控制不跑滤料。在生产当中滤池刚一冲洗时,滤层内会翻起许多磨茹云,容易带走无烟煤滤料。后来改变以前在冲洗前把水位只降到排水槽顶的办法,将水位降到距滤层顶上15~20cm,冲洗时先缓开冲洗闸,当冲洗水流到槽内见黄泥汤,但无滤料时,再用设计的冲洗强度冲洗,这种方法得到了效果。当然在冲洗时还要根据水温情况,掌握要求的冲洗强度。要注意防止冲洗管道积气及滤层内产生真空的现象。目前有关规范、指南、书籍有的已经注意到此种办法,并提出滤池 膨胀面要低于排水槽底,然而很多水厂在滤站冲洗上,不是在于习惯性,就是为图省事,还是只降水到排水槽顶就进行反冲,这样就常常跑失煤滤料。单一砂滤池在这种情况下,也会发生跑砂事故。
滤料是过滤装置的重要部分,正确的选择滤料,确定滤料颗粒大小的级配以及滤料层的高度是过滤装置设计中的一项重要的内容,它对过滤装置的正常运行有重要意义,我们在水处理工程中设计的双层机械过滤器滤层级配如下:上层无烟煤滤料层粒径1.2-2mm,厚度600-900mm,下层为石英砂滤层,粒径0.5-1.2mm,厚度400-600mm,承托层组成:
层次(由上至下)
粒径(mm)
厚度(mm)
1
2-4
150-200
2
4-6
150-200
3
6-12
150-200
4
12-25
150-200
因双层过滤器滤层后,截污量大,故配以压缩空气反冲洗系统,先空气擦洗(气压0.25-0.5MPa,发冲洗3-5min),使压实的滤层松动,粘附着的悬浮颗粒脱落下来,然后,用水反冲(反洗强度14-16L/m·s,膨胀度30%-50%,反冲洗3-5min),待反洗出水澄清为止,反冲洗效果对过滤效率影响甚大,因反洗不好,滤层内污染物累积起来,与滤料颗粒粘结在一起,形成块状,恶化过滤流程,严重的会使过滤器失去工作能力。
双层滤料过滤比单层滤料过滤器优越,滤速大:15m/h,出水浊度:1mg/l,增加产水量50%以上。
精制石英砂滤料:工业上的石英砂原料品位越来越低,为满足工业上的需求,可以通过选矿工艺提高其品位.主要有以下一些提纯方法:1、擦洗脱泥.擦洗是指借助机械力和砂粒间的磨剥力来除去石英砂表面的薄膜铁、粘结及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体的矿物集合体,再经分级作业达到进一步提纯石英砂的效果.目前主要有棒磨擦洗和机械擦洗.影响擦洗效果的主要因素为擦洗机的结构特点及配置形式;次要因素为擦洗时间、擦洗浓度(擦洗浓度一般以50%-60%为宜).2、磁选.磁选主要用于除去石英砂中的磁性矿物,如可以通过强磁性机除去赤铁矿、褐铁矿、黑云母等弱磁性矿物,而强磁性矿物如磁铁矿则可以通过弱磁选机除去.3、浮选.浮选用于除去石英砂中的长石、云母等一些磁选无法除去的杂质,进一步提高其纯度.4、酸浸.酸浸是利用石英不溶于酸(HF酸除外),而其它杂质矿物能被酸液溶解的特点,可以实现对石英的进一步提纯.5、微生物浸出.是指利用微生物浸除石英砂颗粒表面的薄膜铁或浸染铁,这是新近发展起来的一种除铁技术.
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