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无烟煤滤料一双层滤料滤池因其显而易见的优点,含污能力强，而广泛地应用于给水处理工艺。现今，甚至研制三层滤料滤池，以期更大程度地利用整个滤层的含污能力。这是单层滤料所无法比拟的。但是，有一利必有一弊，双层滤料、三层滤料滤池也有其不足之处：1、滤层构造复杂2、对各层滤料筛分要求，操作麻烦，如级配不当，投产后常有煤砂混杂现象发生。3、施工中，对垫层、各层滤料装填要求严格，操作也麻烦。使用中，滤层一旦翻混或定期更换滤料更是令人头疼。4、运行中要求更高的管理水平。如管理不当，反冲洗强度控制不好，会产生无烟煤滤料严重流失现象。要经常补充新的滤料。
为此，人们又进行了新的探索和大胆的实践，以期寻求一种新的滤料，它既具有单层滤料和煤一砂双层滤料的优点，又避免了它们的不足，无烟煤单层滤料就是其中的姣姣者。
无烟煤单层滤料用于地下水除锰的实验研
1、原水(深井)水质 [Mn2+]＝9.3mg／L ［Fe总］=14mg／L PH=6.5
2、工艺参数:曝气设备采用表面曝气池，平板叶轮。除铁滤柱共5个，分别装填滤料：、、和无烟煤滤料,双层滤料。滤层厚度1000mm。除锰滤柱共8个，分别装填滤料：马山、乐平锰砂、湘潭锰砂、锦西锰砂、无烟煤(6＃滤柱)石英砂和石灰石等。滤层厚度1500mm左右。滤料粒径，无烟煤d=1.5～2.0mm，其余d＝0.6～1.4mm。滤速7.5m／h，反冲洗强度：无烟煤、、石灰石为12～14L／s m2，为16～18L／s.m2。
3、实验结果:a、曝气效果良好，曝气后溶解氧饱和度达60～70％，CO2散除率达76～87％，H2S散除率达76～79％，PH由6.4～6.6提高到7.4-7.6。b、一级过滤除铁效果良好，出水总铁一直稳定在0.1mg／L以下。工作周期一般为24小时，但无烟煤滤料-双层滤料柱工作周期长达48小时，较其他滤料工作周期延长了一倍。C、二级过滤，各种滤料均需经历一个成熟期，成熟期长短随滤料不同而各异。乐平36天，马山锰砂51天，无烟煤滤料为71大，石英砂和锦西锰砂为96天，成熟后的各种滤料均能稳定地将［Mn2+］降0.1mg／L以下，在实验水质条件下，各种滤料在成熟后均起着锰质活性滤膜载体的作用。实验中观察到，无烟煤滤料的工作周期长达6～8天，而其他滤料的工作周期只有4?6天。而且无烟煤的工作周期还可延长(水头损失增长较慢)，实验中怕滤层板结，影响实验，故人为地提前结束过滤周期。无烟煤单层滤料作为除锰滤料具有以下优点：a、成熟期较短，成熟后除锰效果良好。b、粒径大d=1.5-2.0mm，孔隙率大，含污能力强。c、工作周期长达6?8天，表明整个滤层含污能力得到充分利用。d、无烟煤密度较小，需较小的反冲洗强度，节约反冲洗水量。 E、易于筛分、易于装填、易于管理。三、无烟煤单层滤料用于地下水除铁的生产实践。
4、生产性实验：以无烟煤为滤料的除铁实验。滤池面积12.5m2，无烟煤滤料d=0.6～2.0mm，滤层厚度为1000mm，滤速7～10m/h，工作周期人为地控制在48小时。实验运行一个月，滤后水［Fe］一直稳定在0.3mg／L以下，效果良好。实验期间，还与同期安装的成熟滤料滤池进行了各种滤速的稳定工作时间的对比测试，在相同滤速条件下，无烟煤滤料的稳定工作时间长于锰砂，如滤速为10m／h。
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含有悬浮颗粒的水流经滤料(石英砂或无烟煤)，悬浮颗粒被截留，谁得到澄清，随着过滤时间的延伸和滤料滤层中沉积物的积累， 滤层被沉积物所饱和，就不能再澄清了。
双层机械过滤器是指在一台滤器桶体中装有无烟煤石英砂二种颗粒材质为滤料，上层为较粗粒径(1.2~2.0mm)的无烟煤滤料，下层为较细粒径(0.5~1.2mm)的石英砂滤料。过滤时，水流首先通过无烟煤滤层，水中所含的悬浮杂质机械地被截留在无烟煤表面，有的细小颗粒被水流逐渐带向下层，同时悬浮颗粒除了在较细的石英砂层堆积外，大量的悬浮粒子在无烟煤滤层中被吸附截留，逐渐形成立体沉淀物层，过滤过程中同样起着过滤作用。由此可知，双层机械过滤器运行中，过滤效果较单层滤料好，处理水量也随之增大。单层滤料(石英砂)过滤主要是在石英砂表面滤层内进行，过滤层面积小，水头损失大，悬浮粒子容易穿透，双层滤料(无烟煤-石英砂)过滤主要依靠较粗颗粒无烟煤层的吸附截留作用，形成沉淀物过滤层，增加了过滤面积，水头损失小，流速可以增大，又不易穿透，产水工作周期长。
煤碳是天然形成的，主要成分是有机碳化合物，煤粒基本上是非极性物质，其表面有许许多多大大小小的孔隙，实践证明，非极性的固体表面亲非极性的液体，而疏极性液体，又由于毛细管的作用，过滤时容易吸附截留水中的有机物，悬浮微粒，絮凝物等杂质，而非极性烃类油脂、油污等可以轻而易举地挤掉煤孔隙中原有的极性水分子，取而代之，使水得到净化。同时，无烟煤还具有一定除味脱色的作用，无烟煤所具有的的优异特性，十七成为工业净水中价廉物美的优良滤料。选择无烟煤滤料时需注意以下四点：
1、滤料的粒度：粒径和不均匀系数这两个指标是影响过滤器正常工作的重要参数，粒径大，悬浮物易穿透滤层，反洗强度大，否则残留沉淀物与滤料结块影响水流分布，粒径小，阻力大，水头损失亦大，滤料颗粒大小不均匀同样影响反洗和滤层过滤，因此，根据设计要求，选取合适的粒径，一般无烟煤滤料粒径0.8-2.0毫米，石英砂0.5-1.2毫米，不均匀系数1.3-1.5，密度1.4-1.6.
2、机械强度：可以用磨损性和磨碎性两个指标来衡量，在反洗过程中滤料颗粒间不断的碰撞和摩擦，就会发生颗粒的磨损和磨碎，从而改变滤料原有的特性，影响过滤效果，水处理工艺中要求滤料磨损率<0.5%，磨碎率<4%。
3、化学稳定性：若溶解固形物的增加量<20mg/L，耗氧量增加<10mg/L，硅酸增加量<10mg/L，则此滤料可以认为是化学稳定的。
4、其他杂质含量：无烟煤滤料中若含硫量偏高，会腐蚀设备、管道、容器，减少使用寿命，含量应以<0.25%为佳，其余如Pb、Cu、Zn等重金属含量越低越好。
根据过滤机理,无烟煤滤料在过滤过程中,悬浮杂质颗粒既存在迁移和黏附机理作用使杂质颗粒到达无烟煤滤料表面并黏附在滤料表面上
根据过滤机理,无烟煤滤料在过滤过程中,悬浮杂质颗粒既存在迁移和黏附机理作用使杂质颗粒到达无烟煤滤料表面并黏附在滤料表面上,同时又存在脱落机理作用而使杂质颗粒从无烟煤滤料表面脱落下来.这两者作用构成一对矛盾,当黏附机理作用大于脱落机理作用时,水中杂质颗粒将黏附在滤料表面上,此时浑水变清(杂质从水中得到去除).反之,当脱落机理作用大于黏附机理作用时,则杂质从滤料表面脱落下来随水流下移,进入下层滤料.
刚开始过滤时,由于滤料干净,孔隙率相对较大,孔隙流速相对较小,则水的冲刷力及撞击力都较小,脱落机理作用相对较小.所以此时迁移机理和钻附机理作用占优势,即大部分杂质颗粒都被上层滤料截留,少量杂质因黏附不牢而下移,被第二层滤料黏附,随着过滤的不断进行, 层无烟煤滤料留的悬浮杂质量越来越多,孔隙率越来越小,相应缝隙流速不断增大,黏附表面也不断减少,这样脱落机理作用在 层慢慢占优势,使得一些杂质颗粒从滤料表面脱落而进人第二层滤料,被第二层黏附,在第二层石英砂中由于孔隙率较大,缝隙流速较小,所以黏附机理作用又占优势,杂质颗粒又被黏附到滤料表面上,随着过滤的进行,杂质颗拉就是这样经历着"黏附一脱落一再黏附",并且逐层向下推移进行着整个过滤过程.
高品质的无烟煤滤料不但吸附能力强、截污能力效果好、另外在水处理过滤方面使用寿命也较长.
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