水处理过滤中滤料的选取方法
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选用天然材料为滤料时，应满足下列要求： ①有足够的机械强度。滤料如破碎后一方面使滤料粒径变小，增加滤层的水头损失，另一方面，破碎的细粒会随冲洗水流出滤池。
②具有足够的化学稳定性。严格说起来，一般滤料都有极微量的溶解现象，例如常用的石英砂有微量溶解于碱性水，如锅炉补充用水不可使用含SiO2的滤料等。 ③外形接近于球状但表面粗糙有棱角。球状颗粒的孔隙比较大，表面粗糙的颗粒比表面比较大，有棱角的滤料吸附力强。
可以作滤料的材料有天然材料如石英石、无烟煤滤料、大理石、白云石、花岗石、石榴石、磁铁矿、钛铁矿；无机材料如陶粒滤料和陶瓷滤料；人工合成滤料有密度小于1的聚苯乙烯发泡塑料珠、聚苯乙烯颗粒、开孔泡沫塑料块等。
石英砂有足够的机械强度，在中性水及pH值在2.1-6.5范围内的酸性水中很稳定，但在碱性水中石英砂有溶解性。
无烟煤滤料的化学稳定性比较高，在碱性、中性、酸性水中都不溶解，机械强度适中，使用中粒径变化很小，破碎损失也较小。
大理石粒滤料的机械强度稍差，在中性水及pH值在8.5-11.8范围内碱性水中很稳定，但溶解于酸性水。 滤层的孔隙率
滤层的孔隙率指滤层中的净孔隙总体积与整个滤层的总体积的比值，孔隙率与滤料颗粒形状、粗细程度、堆积时的松密程度等有关。滤层的孔隙既是水流通道，又是贮泥空间，过大的孔隙率，悬浮杂质易穿透，过小的孔隙率，贮泥空间小，过滤周期短，水流阻力大。
均径的球状颗粒层，孔隙率在0.26-0.48之间。非均径颗粒，因小颗粒可嵌入大颗粒之间的孔隙中，孔隙率减少。颗粒越带棱角，越偏离球形，孔隙率越大。 一些常用滤料的孔隙率与有效粒径和密度的关系如表4-2所示。 一些常用滤料的孔隙率 表4-2 材料 有效粒径(mm) 孔隙率 密度(kg/dm3) 材料 石英砂 0.444 石英砂 0.489 石英砂 0.503 石英砂 0.502 无烟煤 0.632 0.42 0.45 0.42 0.44 0.51 2.16 2.65 2.66 2.65 1.63 有效粒径(mm) 孔隙率 密度(kg/dm0.53 0.53 0.55 0.55 2.61 2.61 2.45 2.45 破碎石英 0.453 碎石英 0.457 碎玻璃 0.515 碎玻璃 0.547 ?
滤料的比表面积 滤料的比表面积是影响滤料的一个重要参数，滤层的处理功能主要体现在滤料的比表面积上。表4-3中列出了常用的三种滤料的比表面积。 常用的三种滤料比表面积 表4-3 石英砂 粒度(mm) 2.5-1.2 1.2-0.6 0.6-0.3 0.3-0.15 孔隙率 0.44 0.44 0.46 0.46 比表面积 cm2/g cm2/cm3 25.5 50.6 87.3 174 37.8 75.1 125 249 无烟煤滤料 孔隙率 0.55 0.55 0.55 0.55 比表面积 (cm2/cm3) 30.4 60.4 104 208 石榴石玉砂 孔隙率 0.45 0.45 0.50 0.56 比表面积 (cm2/cm3) 37.1 74.8 116 203 ?
滤料的球形度
为了把天然颗粒物折合成球体以便于进行分析，引入球形度概念。球形度就是将非球形的颗粒折合成等体积球形。
对于任何形状的颗粒，可以把它的体积V与表面积Sp的比写成下式：V/Sp=ψDp/6 式中：Dp为与颗粒的体积相等的球形颗粒的直径；ψ为球形度系数。
对球形颗粒来说，Dp就是它本来的直径，ψ=1.0；对非球形颗粒来说，Dp应小于1.0，此时V/Sp值最大。
ψ的倒数称颗粒的形状系数，以σ表示：σ=1/ψ
以等体积球V=1/6 πD3p代入上式得：σ=1/ψ=Sp/πD2p=体积为V的颗粒的表面积/体积为V的球形的表面积
形状有规则的颗粒，可以算出球形度ψ的值，对不规则形状的颗粒，只能通过实验来求球形度ψ。表4-4列出了常见颗粒滤料的ψ值和孔隙率。 滤料的球形度和孔隙率 表4-4 滤料形状 球形度系数1.0 ψ 孔隙率ω ?
0.39 0.38 0.94 0.39 0.81 0.40 0.78 0.43 0.38
水处理过滤中滤料的选取方法
