除可作為離子交換劑用于水處理之外，沸石還以其比表面積大、吸附能力強、表面粗糙等特點而用作濾料，故了解其過Zeolite filter material性能極具現(xiàn)實意義。

1、原水水質(zhì)

試驗原水為黃河水。

2、試驗

采用下向流方式運行。Zeolite、石英砂過濾器均采用內(nèi)徑為100mm、高為2m的有機玻璃柱，濾料粒徑均為0.5～2mm，濾層高度均為1.2m，每隔10cm設(shè)一測壓管。所用的天然沸石已經(jīng)鹽洗、干燥處理。

進(jìn)水流量由流量計控制。采用恒水頭過濾方式，水力負(fù)荷為10m3Π(m2·h)。

試驗采用簡單的水反沖洗方式，反沖時濾床膨脹率達(dá)50%，并維持10min。

3、結(jié)果及討論

進(jìn)行了加藥和不加藥兩組直接過濾試驗。試驗前分別采用硫酸鋁、堿式氯化鋁、PAM等混凝劑做了混凝燒杯試驗，最終選取硫酸鋁為混凝劑，投加量為15mgΠL。

1、對濁度的去除

不加藥直接過濾時，在一個過濾周期內(nèi)砂濾與沸石對濁度的去除情況見圖2。

由圖2可知，在相同的過濾條件下，天然沸石對濁度的穩(wěn)定去除效果與石英砂相差不大，但其過濾周期約為石英砂的兩倍。若采用硫酸鋁為混凝劑，正常運行時二者的出水濁度都能控制在3NTU以下。試驗中可觀察到過濾的前3h內(nèi)石英砂的效果略優(yōu)，這可能是因為在石英砂的粒度分布中細(xì)砂占優(yōu)勢。

2、對有機物的去除

沸石對有機物的去除效果略優(yōu)于石英砂，前者對CODMn的去除率為10%～15%，而后者約為8%。

3、對NH3-N的去除

圖3表明沸石對NH3-N的去除效果明顯優(yōu)于石英砂。在運行開始時，沸石床對NH3-N的去除率可達(dá)95%，但隨著時間的延長去除效果逐漸下降，運行5h左右時去除率降至55%，并可維持相當(dāng)長的時間。而砂濾對NH3-N的去除率則很低(約為8%)。

4、水頭損失

在過濾過程中，由于污染物顆粒的滯留，水頭損失隨時間的延長而變大，并且隨濾料粒徑、過濾速率和濾料孔隙率的不同而變化。與石英砂過濾相比，沸石的水力特性較好。不加藥時沸石和石英砂濾層的阻力變化情況見圖4。試驗表明，在原水濁度為35NTU、濾速為10mΠh的情況下，沸石在過濾開始后5h內(nèi)總水頭損失不超過9kPa，而同期內(nèi)砂濾的水頭損失已經(jīng)超過15kPa，此時必須停止運行并進(jìn)行反沖。這是因為沸石的孔隙率大、孔徑分布合理而使深層濾料的截污能力可以得到充分發(fā)揮，故過濾周期更長、產(chǎn)水量更大。

一個運行周期結(jié)束后，可用水反沖沸石床，控制膨脹率為50%并維持10min。反沖后沸石去除濁度和有機物的能力得到了恢復(fù)，但交換、吸附氨氮的能力顯著下降，必須經(jīng)過再生才能繼續(xù)發(fā)揮作用[可采用Ca(OH)2、NaCl濕法再生]。

4、結(jié)語

通過對比試驗研究了沸石和石英砂直接過濾對水中濁度、有機物、氨氮的去除效果及過濾中的水頭損失情況，結(jié)果表明，粒徑為0.5～2mm的沸石對濁度、有機物的去除效果與同粒徑的石英砂相比差別不大，但對水中氨氮的去除效果明顯優(yōu)于石英砂，且水頭損失小、運行周期長，是適宜的新型濾料。