单层无烟煤滤料附着机理
工业水处理

▪第一章工业水处理概述▪工业用水的概念▪工业用水是工矿企业用于制造、加工、冷却、空调、净化、洗涤等方面的水。
▪▪工业用水途径⑴工业供水由于工业用水对水质和来水保证率有较高的要求,因此一般选用来水比较可靠、水质满足要求的水源作为供水水源,如地表水、地下水、泉水等。
根据厂址与水源的距离及当地的地势情况,可以采取不同的取水方式。
同时由于工业用水对水质及保证率要求较高,且用水量较大,工业废水对环境有一定的影响,因此在工业规划建设之前必须对水资源利用途径、水量配置以及对水资源、环境等的影响进行论证。
⑷工业废水处理系统工业废水一般包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地清洗水等。
根据废水中所含主要污染物的性质,工业废水可以划分为:有机废水、无机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水。
根据工业废水的性质不同,其处理系统也是不相同的,需要根据具体的情况进行分析。
▪第二章工业给水处理▪第一节:工业水的预处理▪一、地表水的预处理▪对天然水进行处理的第一步为除去水中所含的悬浮物和胶体物质,以便为水的进一步软化和除盐创造条件。
▪经过预处理可使水中的悬浮物含量减少到5mg/L以下,使之成为澄清水。
▪一、地表水的预处理▪(一)混凝▪处理对象:胶体杂质和微小悬浮物▪混凝目的:投加混凝剂使胶体脱稳,相互凝聚生长成大矾花。
▪1、胶体的特性:▪(1)光学性质▪(2)力学性质:布朗运动▪(3)表面性能:比表面积大▪(4)动电现象:电泳▪2、胶体的结构:双电层结构3、胶体的稳定性:原因(1)同类胶体微粒相同,静电斥力(2)水化作用,形成水化层,阻碍胶粒聚合▪胶体的电动电位: 电位,决定了胶体的聚集稳定性▪带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且ξ电位越高,胶粒间的静电斥力越大。
▪受水分子热运动的撞击,使微粒在水中作不规则的运动,即―布朗运动‖。
▪胶粒之间还存在着相互引力——范徳华引力▪胶体间的相互斥力不仅与ξ电位有关,还与胶粒的间距有关,距离越近,斥力越大。
无烟煤净化水的原理

无烟煤净化水的原理今天来聊聊无烟煤净化水的原理,我也是在偶然的情况下接触到这个事儿的,觉得特别神奇。
大家都知道,我们平时见到的水可能是浑浊的,比如说下雨天过后,院子里积的雨水总是会夹杂着泥沙之类的脏东西。
这就像我们的生活中时不时会混进一些“沙子”,变得不纯净。
无烟煤能净化水,就像是一个超级有耐心的筛子在帮忙。
无烟煤有非常多微小的孔隙,这个就很像我们生活中的海绵。
海绵有很多小孔,可以吸水,无烟煤的这些小孔就可以‘吸’住水里的杂质。
比如说那些微小的泥沙颗粒,会被吸附在无烟煤的孔隙里。
这是一个物理吸附的过程。
你可以把这想象成小虫子钻进小洞里出不来了。
从专业的角度来说,无烟煤净化水是基于其多孔性的活性炭质结构的物理吸附作用。
这一原理涉及到分子间作用力中的范德华力,对一些没有极性或者极性较弱的分子有吸附作用。
一些有害离子或者小分子有机物等污染物,会因为范德华力而被吸附在无烟煤的表面孔隙之中。
举个实际应用的例子,在一些农村的简易小型净水装置里,就可能会用到无烟煤。
通过无烟煤和其他的过滤材料一起作用,像是石英砂等,就能过滤掉水里大部分的泥沙、铁锈之类肉眼可见的杂质。
不过老实说,我一开始也不明白,这么普通的煤怎么就能净化水呢?我还以为煤只会污染环境。
后来深入学习才知道,无烟煤可不是我们常规用来燃烧的那种粗糙的东西在净化水里的模样,它经过一些处理后会变得孔隙更多更小,就像一个经过精细雕琢的微观城堡,容纳那些杂质。
说到这里,你可能会问,那所有的无烟煤都能用来净化水吗?其实不是的。
不同地方产的无烟煤,或者经过不同处理方法得到的无烟煤,在净化水的性能上可能会有差异。
在使用无烟煤净化水的时候要注意,因为其孔隙很容易被填满,如果长时间使用而不更换,不仅净化效率会降低,还可能会滋生细菌等有害微生物。
这就是我对无烟煤净化水原理的一些看法。
大家对这个原理还有什么补充或者疑问吗?欢迎一起讨论呀。
无烟煤滤料标准

水处理用无烟煤滤料国家标准水处理用无烟煤滤CJ 24.2-88中华人民共和国建设部部标准 1988-10-11 适用范围本标准适用于生活饮用水过滤用无烟煤滤料。
用于工业用水过滤的无烟煤滤料可参照执行。
2 无烟煤滤料的技术要求2.1无烟煤滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%(百分率按质量计,下同)。
2.2无烟煤滤料的平均密度一般不小于1.4g/cm3,不大于1.6g/cm3。
使用中对平均密度有特殊要求者除外。
2.3 无烟煤滤料应不含可见泥土、页岩和外来碎屑,滤料的水浸出液应不含有毒物质。
含泥量不应大于4%。
密度大于1.8g/cm3的物质含量不应大于8%。
2.4无烟煤滤料的盐酸可溶率不应大于3.5%。
2.5无烟煤滤料的粒径2.5.1 用作双层滤料的无烟煤粒径范围为0.8~1.8mm。
用作三层滤料的无烟煤粒径范围为0.8~1.6mm。
2.5.2 在各种粒径范围的无烟煤滤料中,小于指定下限粒径的不应大于3%,大于指定上限粒径的不应大于2%。
2.5.3 无烟煤滤料的有效粒径和不均匀系数,由使用单位确定。
3 检验方法检验方法按附录A的规定进行。
4 标志、包装、运输和贮存4.1标志4.1.1 无烟煤滤料的包装袋上应印字标明产品名称、粒径范围和生产厂名。
4.1.2 无烟煤滤料的包装袋上应以灰色印字。
4.2包装4.2.1 无烟煤滤料宜使用耐用织物袋包装运输。
4.2.2 无烟煤滤料的每袋包装质量为30±0.5kg。
4.3 运输和贮存4.3.1 无烟煤滤料在运输和贮存期间应防止包装袋破损,以免漏失或混入杂物。
4.3.2 无烟煤滤料不宜与承托料及其它滤料一起堆放。
4.3.3 无烟煤滤料不宜与其它材料一起堆放。
附录A 无烟煤滤料检验方法(补充件)A.1 总则A.1.1本检验方法适用于无烟煤滤料。
A.1.2 称取无烟煤滤料样品时应准确至所称样品质量的0.1%。
样品用量与测定步骤,应按照本方法的规定进行。
A.1.3 本方法所用的容量器皿,应进行校正。
单层滤料过滤介绍

单层滤料过滤介绍过滤是净水工艺中最重要的处理单元之一,也是常规处理中去除水中悬浮颖粒的最后把关工艺。
沉淀池可以去除水中80%-90%的不溶解杂质,剩下的10%-20%的悬浮杂质需要依靠过滤工艺来完成。
1829年世界上出现了第一座慢滤池,慢滤池的实质是在滤层顶部形成一层生物滤膜,发挥着对水的净化作用。
水流速度很慢,滤速为0.1-0.3m/h,需很大的占地面积,建造费用大,运行费用高。
由于慢滤池的这些缺点,快滤池技术自1870年迅速发展起来,最初采用的快滤池的标准滤速约为5m/h,现代快滤池的滤速可达40m/h甚至更高。
快滤池发展以后,人们不断改进过滤方式、滤池形式,改变滤料成分及组成,主要目的是增加滤池的含污能力,延长运行周期以及提高过滤速度,减少基建投资与运行费用等。
相应地出现了多种形式的快滤池,主要有快滤池和高速滤池,下向流滤池、上向流滤池和双向流滤池,单层、双层、三层滤料滤池及混合滤料滤池,固定床式滤池和移动床式滤池,压力式滤池和重力式滤池,间歇滤池和连续滤池等。
快滤池是利用滤层中粒状颗粒滤料所提供的表面积,截留水中已经过混凝处理的悬浮固体的设备。
快滤池的运行包括两个过程--过滤和反冲洗,过滤是采用投加混凝剂的办法在高速水流条件下,将悬浮固体黏着在滤料表面上;反冲洗用来清除在数小时甚至数十小时内滤层中所截留的悬浮物。
因此,提高滤池的含污能力,即增大单位体积内滤料截留杂质(絮粒、黏土、藻类、细菌、病毒及其他胶体颗粒)的含量是快滤技术中的关键,增加滤池含污能力的途径主要有3个:改变过滤水流方向;改变过滤操作方法;改变滤料成分及组成等。
快滤池过滤效果好坏最关键的是过滤介质--滤料。
从20世纪70年代开始,人们对滤料截留杂质的机理有了更新的认识,为了提高滤池的工作效率和纳污能力,人们在滤料的研究上做了大量工作,开发出多种滤料。
石英砂是使用最早的颗粒滤料,后来又开发了无烟煤滤料、石榴石、磁铁矿、和金刚砂等滤料;人工合成的轻质滤料有聚苯乙烯泡沫滤珠、纤维球等,主要用于工业水处理中;用无机材料经烧结、破碎后制成的滤料有陶粒滤料、陶瓷滤料等;水淬渣是高炉炼铁过程中排出的经水淬急冷的炉渣,作为滤料用于水处理目前无烟煤滤料也在开发研究中。
单层无烟煤滤料截留杂质规

单层无烟煤滤料截留杂质规律单层无烟煤滤料截留杂质规律的数学模式从单层无烟煤滤料的过滤机理分析可知:滤料层截留杂质是很复杂的过程,共有3种作用机理11种作用过程,而且这些作用又都是时间的函数,过滤使悬浮杂质颗粒在上述这些作用下被截留在滤料层中,从而使浑水得到澄清。
与此同时,无烟煤滤料层中因截留了大量的悬浮杂质颗粒而增大了水头损失。
所以,描述滤料层截留杂质的数学模式通常是将过滤过程归结为“澄清”和“水头损失”两个方面来分析的。
滤料层截留杂质的“澄清”数学模式。
对于滤料层截留杂质的“澄清”数学模式,长期以来,不少学者和专家通过大量测试和试验,在一定的假设条件下建立了不少数学模式,但由于过滤过程涉及因素多并且复杂,到目前为止,还没有真正从理论上彻底解决这一课题,至今还处于理论研究阶段,未达到实用阶段。
从20世纪30年代末才出现有关过滤过程的理论研究论文。
这些论文可分为两类:一类是研究过滤周期或者悬浮杂质颗拉在滤料层中的穿透深度等这些过滤指标与无烟煤滤料的粒径、过滤速度等参数的关系;另一类是想建立整个过滤过程的数学模型。
这些数学模式都是在一些假设条件下得出来的,和滤池的实际运行过程有一定的差距,但这些假设模式可以帮助我们预测过滤的一些些工艺过程,对合理设计滤池具有一定的指导意义。
1937年Bay1is得出过滤周期和d2.15 10v-1.5成正比,d10和v分别为滤料层中滤料的有效粒径和过滤速度。
这类公式都是在具体的生产条件或试验条件下得出的,所给的有关因素间的数量关系对于一般的过滤过程来说,只起定性的描述作用,不能定量地去计算。
下面介绍两个模式。
a.假设滤料是均匀无烟煤滤料,即滤料层截留悬浮杂质的规律是随深度呈一级变化的。
该模式是1937年日本的Tominisa Iwasaki根据长期对滤池过滤过程的研究,用数学语言描述的过滤过程,其模式为:ac/al=gyc y=1/vadbuy 式中,C指滤料层中某一深度某一时刻水中悬浮杂质的含量;y为过滤系数,随时间t而变化;a、b、y为待定系数,需通过试验确定,一般为简化计算,按经验取a=b=1,Y=2;v为过滤速度;D为滤料粒径;u为动力黏滞系数。
单层无烟煤滤料截留杂质都存在的主要问题

单层无烟煤滤料截留杂质都存在的主要问题在实际过滤中.完全不可能达到所有滤料层都能发挥作用,往往是下层滤料截留恳浮颗粒的作用未得到充分发挥过滤就被迫停止,其原因为当滤料进行反冲洗时,由于水力筛选的结果,向上流动的水流速度足以把滤料层托起来,使整个滤料层中的砂粒处于悬浮状态。
这样处于悬浮状态的砂拉就会自动地重新按小颗拉在上、大颗粒在下的顺序排列,这一现象称为水力分级现象。
冲洗完毕后,滤料虽然恢复到原来的厚度,但无烟煤滤料的水力分级作用却遗留下来,即在沿滤料层的厚度方向上滤料自然排列成小粒径在上大粒径在下的分布状态。
分级滤料层在过滤时有以下两个不利之处。
是由滤料层中孔隙大小沿滤料层厚度的分布规律引起的。
由于分级作用,使小颗粒滤料在上,大颗粒滤料在下,这样滤料颗粒间的孔隙从滤料层顶部到底部也是按从小到大的顺序排列的。
这样对过滤造成两方面的缺陷:一方面是上部滤料层由于孔隙小,能容纳的悬浮固体也就比下部滤料层能容纳得少,使整个滤料层的纳污能力不均匀,另一方面,水流通过上部滤料层的阻力比下部滤料层大,在截留悬浮杂质颗粒后变得更严重。
是由悬浮杂质颗粒沿滤料层厚度的分布规律引起的。
因为悬浮杂质颗粒在滤料层中的分布是从顶部到底部呈指数关系递减的,这样就突出了下列矛盾:在孔隙率最小的顶部,滤料层要容纳的悬浮杂质颗粒的量最大,而孔隙率最大的底部滤料层容纳的悬浮杂质颗粒的量却最小。
其后果是滤池由于滤料层顶部迅速地被悬浮杂质颗粒堵塞,水头损失迅速上升,在过滤的水头损失达到允许值时,整个滤料层截留悬浮杂质颗粒的能力未能发挥出来。
总之,滤料水力分级使表层滤料粒径最小,孔隙率最小黏附比表面积最大,截留的悬浮杂质量最多,而过滤到一定时间后,表层滤料间的孔隙将逐渐被堵塞,甚至产生机械筛滤作用在滤料表面形成一层泥膜,使过滤水头损失剧增。
会产生以下不良后果:在一定的过滤水头下,过滤速度剧减(即等水头变速过滤),这样导致过滤水量急剧减少,或者在一定的过滤速度下,水头损失达到了极限值(即变水头等速过滤),当过滤的水头损失达到最大值时,如果滤池仍然继续运行,过滤的速度将比预定值不断降低,这是不允许的,无烟煤滤料滤池必须停止过滤;或者即使过滤的水头损失未达到预定最大值,但因滤料层表面截污量不均匀,造成滤速不均匀,最终导致滤料层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝,容易使杂质从裂缝中流出,导致悬浮杂质颗粒穿过滤料层而出现滤出水的浊度或者其他水质参数不合格时滤池也必须停止过滤;或者当连续过滤的时间过长,例如50h、60h,即使水头损失在允许的范围内,水质也仍然合格,也必须停止过滤,主要是防止无烟煤滤料颗粒黏着的悬浮杂质颗粒物过于紧密,反冲洗时不易冲洗下来。
单层滤料反冲洗机1
单层滤料反冲洗机理
单层无烟煤滤料()反冲洗机理是关于反冲洗时使悬浮杂质颗粒从滤料表面脱落的机理,主要有以下三种不同的解释。
一种观点认为主要是悬浮滤层中水流的剪切应力使悬浮杂质颗粒脱落,即所谓的水流剪切理论。
另一种观点认为主要靠滤料颗粒在流态化流体中的相互碰撞与摩擦去除悬浮杂质颗粒,亦即所谓的颗粒碰撞理论,第三种观点认为滤料上有两种杂质颗粒。
一种是无烟煤滤料直接吸附牢固的杂质颗粒,称为一次杂质颗粒,必须靠颗粒碰撞或其他作用才能去除;另一种是积聚在滤料间孔隙中的杂质颗粒,称作二次杂质颗粒,靠水流的剪切力较易去除。
这就是剪切与碰撞综合作用理论,因此现在一般认为,悬浮杂质颗粒从滤料表面脱落是水流剪切和颗粒碰撞综合作用的结果。
反冲洗借高速水流产生的剪切力t清除掉滤料·上沉积的悬浮杂质颗粒,t可按下式计算: r=uG
G=√p/u
p=pgv⊿h/L
式中,G为速度梯度;P为对单位体积水输入的功率,J/(s·m);u为水的动力黏度,N·s/m2;p为水的密度,1000kg/m3;g为重力加速度,9.81m/s2;v为反冲洗流速,m/s;⊿h为反冲洗水通过滤料层的水头损失,m;L为无烟煤滤料层膨胀时的厚度,m。
单层滤料滤池 双层滤料滤池和纤维束滤池参数对比
单层滤料滤池双层滤料滤池和纤维束滤池参数对比
1)单层滤料滤池
有两种形式,一种是类似给水处理中使用的滤池,但粒径稍大,滤速也适当降低;另一种采用均质滤料的深床过滤,滤料粒径为1-3mm,滤层厚度为1-5mm,滤速为3.7-37m/h。
单层滤料的材质为无烟煤滤料、石英砂滤料、陶粒滤料、果壳滤料、活性炭、纤维球、锰砂滤料等。
2)双层滤料滤池。
双层滤料滤池的滤料组成形式很多,有无烟煤滤料和石英砂滤料、活性炭和石英砂、纤维球和石英砂等,以无烟煤滤料和石英砂滤料组成的双层滤料滤池使用最为广泛。
双层滤料截留杂质能力强,杂质穿透深,产水能力大。
3)纤维束滤池。
纤维束滤池使用的滤料丝经过加弹和弯曲处理,单丝直径在几μm到
几十μm之间,打破了粒状滤料滤池的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制,而且过滤阻力很小。
微小的滤料直径,极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会,提高了过滤效率和截污容量,而且通过控制技巧可以实现理想的深层过滤。
无烟煤过滤器
无烟煤过滤器详细介绍一、无烟煤过滤器原理简介无烟煤过滤器是一种填充无烟煤滤料的压力式的机械过滤器,主要是利用无烟煤的过滤截留及吸附水中的油污,有机物,泥沙,水体悬浮颗粒等杂质,无烟煤是介于石英砂和活性炭性能介质的滤料。
通常无烟煤过滤器底部填充粗的石英砂颗粒,来提高无烟煤过滤器水的通过性。
无烟煤过滤器筒体内以不同粒径的滤料,从下至上按大小压实排列。
当水流自上往下流过滤层时,水中含有的悬浮物质流进上层滤料形成的微小孔隙,受到吸附和机械阻流作用,悬浮物被滤料表层所截留。
同时,这些被截留的悬浮物之间又发生“重叠”和“架桥”作用,在滤层表面形成薄膜,继续发生过滤作用。
这即是所谓滤料表层的薄膜过滤效应。
这种薄膜过滤效应不但表层存在,而当水流进入中间滤料层时也产生这种截留作用。
与表层的薄膜过滤效应不同的是,这种中间截留作用称之为渗透过滤作用。
二、无烟煤滤料优势及特点无烟煤是从深井矿物中精选的,具有最高的含碳量百分比,做水处理用的无烟煤滤料采用人工分类还经过过滤和冲洗,减少无关矿物质并降低灰分含量确保其适合水过滤之用,外观光泽度好,呈多棱形颗粒状,抗压耐磨性强。
由于无烟煤滤料具有较好的固体颗粒保持能力,因此无烟煤滤料能够可靠地提高悬浮颗粒清除能力,此外它的均匀系数较低有助于加快流速。
三、无烟煤过滤器应用领域广泛用于化工、冶金、热电、制药、造纸、印染、食品等生产前后的水质处理过程中。
四、无烟煤过滤器滤料选择注意事项无烟煤滤料在过滤过程中所起作用的好坏,直接影响着过滤的水质,故对此滤料的选择必须达到以下几点要求:1、机械强度高,破碎率和磨损率之和不应大于3%(按重量计)。
2、化学性能稳定,不含有毒物质。
在一般酸性、中性、碱性水中均不溶解。
在各类水源中均可达到良好的净化效果。
4、粒径级配合理,比表面积好。
产品外观呈球状而有棱角,光泽度好,经机械振动三次筛分,级配符合有关技术指标。
5、粒径范围小于指定下限粒径按重量计不大于3%,大于指定上限粒径按重量计不大于2%。
无烟煤过滤器操作规程(DOC)
无烟煤过滤器操作、维护说明宜兴市华电环保设备有限公司操作说明一、工艺原理及工艺参数1、工艺原理无烟煤过滤器是利用无烟煤、石英砂两种滤料去除来自汽提塔塔釜的工艺凝液,通过无烟煤床层吸附截留工艺凝液中所含的聚苯乙烯和催化剂灰尘,处理后的工艺凝液达到规定的凝液要求,并能够作为锅炉给水。
含有聚苯乙烯和催化剂灰尘的工艺凝液流过无烟煤过滤器的滤料层时,滤料缝隙对聚苯乙烯和催化剂灰尘起筛滤作用,使聚苯乙烯和催化剂灰尘易于截留在无烟煤滤料表面。
当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜,随时间推移滤过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。
此时需利用逆向水流反洗滤料,使过滤器内无烟煤及石英砂层悬浮松动,从而使粘于无烟煤及石英砂表面的截留物剥离并被水流带走,恢复过滤功能。
本工程中使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤,下部为大比重的小颗粒石英砂及卵石垫层,这样可充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。
2、主要技术参数设备名称:无烟煤过滤器设备型号: MGL型设备数量: 2台(1用1备)直径(内径):φ2200设备直边高度(T-T): 3000mm设备流量: 38t/h运行流速:≤10m/h反冲洗强度: 10L/m2·s反洗水流量: 136t/h石英砂及卵石垫层高度 600mm石英砂及卵石垫层规格:0.5--1.0mm/1.0-2.0mm/2.0-4.0mm/4.0-8.0mm无烟煤填高度: 1200mm无烟煤规格: 0.8-1.8mm要求大于1.8mm不超过2%,小于0.8mm 不超过3%设计压力: 2.16+FVMPa设计温度: 160℃运行压差:≯0.07Mpa(最大允许压差)本体材质: 304不锈钢支腿及平台扶梯材质: Q235-B进水分配装置:型式:十字型进水装置,支管为不锈钢绕丝形式材质: 304不锈钢出水装置型式:多孔板+单头水帽多孔板材质及厚度:304不锈钢水帽材质: 304不锈钢水帽缝隙宽度: 0.2-0.25mm设备开口A.人孔 DN500 2个B.窥视孔数量: 2个C.接口进水口: DN100出水口: DN100压缩空气进口: DN50反洗排水口: DN150正洗排水口: DN100反洗进水口: DN150排气口: DN50排净口: DN50二、阀门仪表配置●进水口: DN100●出水口: DN100●空气进口: DN50●反洗排水口: DN150●正洗排水口: DN100●反洗进水口: DN150●排气口: DN50●PI 过滤器进、出口压力表●FIQ 过滤器流量计三、过滤器通用操作步骤1、设备制水1.1、正洗(当该过滤器一段时间不用,又投运时,需要进行正洗一下)●开正洗排水阀●开进水阀●当出水浊度小于1时正洗合格1.2、制水●关正洗排水阀●开排气阀,当排气阀出水时关排气阀开出水阀●开始制水●系统运行巡视2、设备反洗2.1、排水●关闭进水阀、出水阀●开上排阀●开正洗排水阀、观测过滤器视镜,使排水至滤层面10-20cm。
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单层无烟煤滤料附着机理
附着机理(或钻附机理)是指悬浮杂质颗拉和无烟煤滤料表面之间存在范德华引力、静电作用力以及某些化学吸附力的作用。
在这些力的共同作用下,悬浮杂质颗粒将被黏附在滤料表面上或者黏附在滤料表面上的悬浮杂质颗粒上,从而将悬浮杂质颗粒去除。
黏附在无烟煤滤料表面上的悬浮杂质颗粒不但具有化学吸附力,同时也具有吸附架桥作用。
因此,黏附作用机理实质上是一种物理化学作用。
物理吸附主要表现为静电引力作用和范德华力的吸附作用;化学吸附主要表现为键吸附和化学的相互作用。
悬浮杂质颗粒细小,具有很强的吸附趋势,目前认为主要有以下三种作用过程。
静电作用。
由于滤料(或)表面带有较弱的负电荷,根据电荷同性相斥、异性相吸的作用原理,在滤料表面能吸附一些带正电的杂质微粒(如Fe(OH)3和Al(OH)3等)。
接触絮凝作用。
是指停留在无烟煤滤料表面的悬浮杂质颗粒能够吸附水中其他的悬浮杂质颗粒。
该吸附的动力目前认为主要依靠某些化学键、氢键和某些特殊的化学吸附力。
范德华力。
是指当水中某些悬浮杂质颗粒接近滤料表面时,在分子间范德华引力的作用下被黏附在无烟煤滤料表面上,或者黏附在滤料表面原先黏附的悬浮杂质倾粒上。
由上面这三种作用过程可看出,黏附附机理主要取决于无烟煤滤料表面和水中悬浮杂质颗粒表面的物理化学性质。
即悬浮杂质颗粒和滤料表面物化性质的改变对颗拉间的混凝、颗粒在滤床中的沉积、滤床的吸附截留功能均有不可忽略的影响。
表面物化性质包括物理与化学两个方面,物理方面包括滤料粒径、滤速、悬浮杂质颗粒粒径、水温等;化学方面包括水的pH值、离子类型、离子强度、悬浮杂质颗拉与滤料的表面特性(如表面电荷与表面电位)。
通过试验发现,未经脱稳的悬浮颗粒(即未加棍凝剂直接过滤的)过滤效果较差。
投加无机混凝剂(如碱式氯化铝)与阳离子聚合物(如聚丙烯酰胺)可改变悬浮杂质颗粒和滤料表面的物理性质,悬浮杂质颗粒和无烟煤滤料表面的物理性质对过滤性能的影响已有理论与试验研究。