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我国无烟煤产地分布广,蕴藏量大,品质优良,适用于加工成滤料使用,不同产地无烟煤滤料的特性见下表:
物理性能
山西阳城
四川
河南巩义1
山西阳泉
河南巩义2
比重
1.5
1.4-1.5
密度
1.48
1.45
1.60
1.4-4.5
1.65
堆密度g/cm3
0.70
0.78
0.947
0.65-0.74
0.947
孔隙率%
51.98
47
50-55
>60
含水率%
1
<1
灰分%
7
1.1
1.1
不均匀系数
1.3
<1.4
机械强度
破碎率%
0.64
<2.1
0.58
0.97
<1
磨损率%
0.14
<6.2
0.8
0.51
<3
完好率%
99.22
92.7
98.62
98.52
98
化学成分
HGI可溶性%
1.28
0.98
0.76
1.5
C含量%
>88.14
97
97
>85
S含量%
0.22-0.25
1.6-3.14
1.6-3.14
2.76-3.77
Pb含量%
0
0.045
Cu含量%
0.023
0.025
Zn含量%
0
0.04
含矸量%
6-8
6-8
<5
6-5
其它图:北京门头沟(比重1.8),河南焦作(比重1.43),四川永川,长江(比重1.45),贵州纳雍县(比重1.43),宁夏银川(比重1.5,低硫,材质好),福建龙岩(密度1.7,破碎率0.24%,磨损率0.2%,盐酸可溶性2%)等等,均可采用制作。
无烟煤滤料在三层滤枓中的铺装方法如下:承托层铺装完毕以后,由下向上进水,使水位升至悱水槽间。在整个池面上向水中加预计数量的重质滤料。开启排空阀门排水,然后将加入池中的滤料大致刮平后作反冲洗。 由于重质滤料的粒径小,且混有泥污,阻力较大,若不大致 刮平,任其堆积在滤池中几点,则反冲洗时就有可能造成承 托层移动。反冲洗后,排水,用平锹缓缓刮除滤料表层的杂物。再接着反冲洗、排水、刮除杂物,这样反复继续下去。 刮除杂物的次数视杂物含量和反冲洗颗粒水力分级的效果而 定。一般有五次循环,目卩可把杂物刮完。每次刮除杂物的厚度约为0.5-1厘米。一次刮除厚度不能太大,以免刮掉可用滤料。对于重质滤料,刮除4-5次以后,取出重质滤料置于玻璃管中,加入待装的石英砂滤料,作反冲洗,观察重质滤料与石英砂滤料的混杂程度,确定是否需要继续刮除。
经过破碎的重质滤料含有较多的杂物和粉末, 次反冲洗后,滤料面上的反冲洗水不容易向下过滤。但当 次刮除完毕以后,则过滤速度就大大增加。
刮除重质滤料的杂物比刮除石英砂滤料、轻质滤料的杂物, 更需要精心缓慢操作。如几格滤池的承托层都已经铺装完毕,可以把这几格滤池的重质滤料加人一格池中刮除杂物。然后分块把纯净滤料移至其它各池。这样可以减少滤料浪费和刮除工作量。但应防止把粒径为0.5-1.0毫米的承托层也移至它池,面提到的池中装水进料,目的是为了保护已铺好的承托层不致受到投加滤料的冲击而遭受破坏。假使能够把重质滤料均匀而缓慢地撒到承托层表面之上,则可不采用水中加 滤料的方法。
重质滤料铺装完毕后,再由下向上进水,至排水槽间,依照重质滤料的铺装方法加人石英砂滤料,并进行反冲洗、排水、刮除杂物及玻璃管试验等程序。
轻质滤料也按上法刮除杂物。惟无烟煤滤料上所粘附的煤粉,不易脱落,因此,此种滤料应在刮除不合规格的小粒径颗粒以后,还需要浸泡数日,然后苒反冲洗,刮除煤粉。 也可以将预计数量的无烟煤滤料投人池中先行浸泡数日,然 后再反冲洗、刮除这样小粒径的无烟煤滤料颗粒和煤粉可同时去除。
无烟煤滤料国内外冲洗形式基本有三种,即高速度水冲洗、水冲洗加辅助冲洗和气冲加水冲洗。在国外,美国用高速度水冲洗较多,现在美国多用双层滤池,因此目前也转向用水冲洗加辅助冲洗或气冲加水冲洗。气水冲洗多用于欧洲,美国多用气冲后加较低速度的水冲洗方式,欧洲大陆因用粗砂滤料的多,因此基本都用空气和水同时冲洗的方式。苏联也有用气、水冲洗的。日本以前也用气、水冲洗以后因滤池使用较小粒径的滤料,改用了辅助冲洗加水冲洗。我国水厂绝大多数用高速度水冲洗,个别水厂也有用气、水冲洗,或用辅助冲洗加水冲洗。
一般滤层表面会含泥量大的单层滤池用辅助冲洗加水冲洗合适,滤层内部含泥多的如双层、多层及粗粒径滤池及直接滤池,以气、水冲洗好,但用此种方法,应特别注意不使滤料流失。双层滤池因为滤前水悬浮物深入到滤层,还可以采取两套旋转冲洗设备,一套在煤层上,一套在高于未膨胀前的煤砂滤料交界上的5cm处,据报告这种方法对双层滤池冲洗彻底。据有关一些资料介绍,一般冲洗到使滤层膨胀到25-30%的原滤层高度就可以,再高也没有用处,反会使冲洗效果不好,但是双层滤池冲洗时,要使滤层液化浮起,因为它与单一滤料滤层不同。单一滤料冲洗不需液化,只要将滤料上粘着物冲掉即可以,但双层滤池滤料要分层,所以必须液化。空气加水冲洗对于双层滤池较好,使用时许多资料认为以空气和水同时反冲为佳,但要注意控制冲洗程序、气量,以免造成煤滤料大量流失。
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。
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