沸石濾料是決定生物過濾工藝運行效果的基礎,是保證出水水質的關鍵。沸石濾料的物理特征、化學穩定性、有無生物、孔隙率、粒徑、吸附特征、材質等對微生物的附著生長和反應器效能有著重要的影響。沸石濾料不僅要具有足夠的機械強度和化學物理穩定性,比表面積和粗糙度亦是選擇沸石濾料的關鍵因素,而且其費用基建投資中占有相當大的比重。沸石濾料作為微生物的載體,不僅影響生物反應器內所含有的微生物量,在一定的水力負荷和曝氣強度下,還對反應器內傳質條件和氧的利用率有明顯影響。
沸石濾料選擇關系到污染物的去除效果、運行耗能狀況、工程基建投資、鞏義構筑物制作安裝生產以及維護管理等多方面問題,因此沸石濾料應具備以下條件:
1、 足夠的機械強度,具有一定的物理化學穩定性;
2、 比表面積大、表面粗糙、微生物易于附著,老化生物膜可以及時脫落;
3、 適合的顆粒松散容重,易于使水流均勻流動;
4、 對有機污染物、氨氮等污染物具有一定的吸附能力;
5、 沸石濾料來源廣泛,價格低廉,可以控制投資成本。
今后的水處理技術將越來越重視將物理、化學、生物等多種方法有機結合,充分發揮各種技術方法的特點達到優勢互補綜合治理的效能。針對目前水源水質處理現狀,特別是對季節性重污染水源水處理的沸石濾料選擇,充分發揮沸石濾料自身所具有的性能將是保證水質*的有效手段。綜合考慮各方面因素,選用在來源廣泛,性能較好地顆粒活性炭、沸石沸石濾料、煤沸石濾料進行研究,以期為工程實例中確定適合的技術提供基礎資料,為日后工程運行管理積累經驗。
沸石的成因與哪些因素有關:
基本陽離子和硅的活動性
金屬陽離子、氧化硅和水的化學活性對從溶液中結晶成的沸石種類有影響。高的pH值將促進高含量陽離子沸石的生成。如果溶液中有氫離子,則氫離子可與可供交換的陽離子競爭。按照競爭離子量的多少或形成格架構造硅酸鹽(即沸石)或形成層狀構造的硅酸鹽(如黏土礦物)。
另外,陽離子活動性比值的高低對形成沸石的種類亦有影響。Ca2+活動性與Na+的活動性比值高,形成斜鈣沸石的可能性就比方沸石大,形成絲光沸石可能性比片沸石大,形成片沸石的可能性比菱沸石大;K+活動性與Ca2+活動性比值高,形成鈣十字沸石的可能性比菱沸石大。
1)沉積成巖型
此類型沸石屬高硅沸石,主要為斜發沸石和絲光沸石。它們分散在白堊紀和正常海相條件下。形成的沉積巖如細粒砂、硅質黏土、蛋白土、碳酸鹽類巖石和磷塊巖等中,通常富含生物化學成因的氧化硅。
2)凝灰沉積型
此類礦床通常是由堿性偏高的海、湖盆地內的凝灰巖中的火山玻璃轉變而成。沸石為斜發沸石、交沸石、絲光沸石、毛沸石及菱沸石等。常形成近單礦物沸石巖的大型礦床。
3)厚層型
此類礦床通常發育在中生代的厚層砂巖中,埋深相當大,沸石為濁沸石間或為桿沸石、鈣沸石或其他沸石。濁沸石是由砂巖膠結物堊碎屑顆粒(常為鈣質斜長石)形成的
4)風化殼型
此類礦床發育于堿性巖漿巖風化殼的下部層位中,在某些鋁土礦礦床中常有小型的沸石礦,沸石為鈣交沸石、菱沸石和片沸石等。
自然界中已發現的沸石礦物約為80多種,但目前真正能形成較大規模的工業礦床有斜發沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石、鈣十字沸石等數種。而我國目前被利用的主要是斜發沸石和絲光沸石
探索單層沸石濾料避層雙層濾池濾料不足
現今甚至研制三層濾料濾池,以期更大程度地利用整個濾層的含污能力。這是單層石英砂濾料所無法比擬的。但是,有利必有弊,雙層濾料、三層濾料濾池也有其不足之處:
1、濾層構造復雜。
2、對各層濾料篩分要求準確,操作麻煩,如級配不當,投產后常有煤砂混雜現象發生。
3、施工中,對墊層、各層濾料裝填要求嚴格,操作也麻煩。使用中,濾層一旦翻混或定期更換濾料更是令人頭疼。
4、運行中要求更高的管理水平。如管理不當,反沖洗強度控制不好,會產生沸石濾料嚴重流失現象。要經常補充新的濾料。
為此,人們又進行了新的摸索和大膽的實踐,以期尋求一種新的濾料,它既具有單層石英砂濾料和沸石濾料-石英砂濾料雙層濾料的特點,又避免了他們的不足,沸石單層濾料就是其中之一。