過濾作為Water Treatment的常規處理工藝,在生活飲用水、工業水處理中起到有效降低水中濁度的作用。過濾用的材料就叫做濾料,水流通過濾料構成的濾層,其中水流中含有的雜質在濾層的作用下,懸浮顆粒被截留在濾料的空隙中,隨著濾料孔隙度變小,較小的懸浮顆粒也被截留,同時被截留在濾料 表面的絮狀體又與水中懸浮顆粒 發生接觸吸附作用,使水得到凈化。
一般來說,常見的水處理濾料包括以下幾種類型:
(1)沸石。沸石是一族具有連通孔道的呈架狀結構的含水硅鋁酸鹽礦物。 按生成方式,分為天然沸石和人工合成沸石兩大類。其化學通式可表示為:MXDy[Al(x+2y)Si(x+2y)O2n]·mH2O。其中M為堿金屬或其他一價陽離子,D?為堿土金屬或其他二價陽離子,?M、D?均為可交換性陽離子。 近年來,沸石得到了廣泛的研究,其應用于廢水處理中,能夠讓DHA去除率高達70-100%。Bowman等發現用陽離子表面活性劑改性的沸石,在保持原來去除NH4+、 重金屬離子和其他無機物及某些有機物能力的同時,還可有效去除水中的硫酸根、 鉻酸根等含氧酸陰離子,并大大提高了其去除有機物的能力。Li和?Bowman試驗了表面改性沸石的再生條件,被鉻酸鹽飽和的改性沸石可用Na2CO3 /NaOH溶液再生,被PCE?飽和的沸石可用空氣吹脫法再生。
(2)石英砂。采用天然的石英礦石,經粉碎、篩選、水洗等工藝加工而成 。外觀呈多棱形、球狀,純白色,具有機械強度高、截污能力強、化學性能穩定等特點。石英砂比天然海砂、河砂使用周期長3~4倍,且濾后水質穩定。目前使用量較大的濾料。
(3)陶粒。采用天然礦物或工業廢棄物作為主要原料,經直接破碎或加工成粒,再燒脹而成 。陶粒濾料內部多孔,比表面積較大,吸附能力較強,有著較強的化學穩定性,其比表面積是石英砂的6~8倍,孔隙率是石英砂的1.7~2.2倍。
(4)硅藻土。硅藻土是一種非金屬礦物質,它是由單細胞藻類遺骸為主要組成的硅質生物沉積巖,其主要化學成分是SIO2,含量通常在80%以上。硅藻土具有空隙率高、比表面積大、相對密度小、耐磨、化學穩定性高、耐酸、易溶于堿、吸附性強等優良特點,被廣泛應用于水處理等行業中。
從整體來看,水處理濾料未來研究方向是朝著物理、化學性能穩定,安全無毒、孔隙率高、比表面積大、吸附能力強、反沖洗方便且節水的方向發展。隨著國家的發展,科技的進步,人民群眾對于水的要求越來越高,而對于一個可持續發展的社會來說,濾料不僅要性能穩定,截污能力強,還要造價便宜,材料易取得并且可重復利用。相比而言,沸石這種濾料具有較好的適用性,并且其資源儲量大,易開采。通過全球各地區的污水處理試驗與應用,結果表明其對微污染水、貧營養水以及城市污水處理廠出水的處理和應用具有良好的價值。