1. Area e grava, medios filtrantes de area de cuarzo
1). Medios filtrantes dunha-capa En 1829, a Chelsea Water Supply Company de Londres, Inglaterra, construíu o primeiro tanque de filtro lento para a produción real. Durante o funcionamento do tanque de filtro lento, as impurezas en suspensión na auga seguen acumulándose na membrana do filtro, aumentando a resistencia á filtración e reducindo gradualmente a taxa de filtración. Polo tanto, despois de 2 ou 3 meses de funcionamento, cómpre rexenerar e poñer de novo en funcionamento. En 1885, os estadounidenses inventaron o tanque de filtro rápido e construíron o primeiro tanque de filtro rápido en 1909, o que mellorou os defectos do tanque de filtro lento e aumentou moito a velocidade de filtración. Neste momento, a filtración é filtración dunha-capa e os medios filtrantes son area e grava, area de cuarzo, etc.
2). Medios filtrantes multi-Coa mellora continua da tecnoloxía de filtración, os investigadores nacionais e estranxeiros propuxeron sucesivamente a filtración de medios filtrantes multi-capas. Os medios de filtro de varias-capas máis utilizados nas aplicacións son os medios de filtro de dobre-capa e os medios de filtrado de-triple capa. En 1940, os Estados Unidos desenvolveron por primeira vez un tanque de filtro de dobre-capa. Este filtro utiliza un material filtrante lixeiro con baixa densidade e gran tamaño de partícula na capa superior, e un material filtrante pesado con alta densidade e pequeno tamaño de partícula na capa inferior. Os datos de operación mostran que a capacidade de retención da contaminación do material filtrante de dobre-capa é o dobre que o do material filtrante dunha-capa tradicional e a taxa de filtración aumenta máis de 0,5 veces. A investigación sobre a tecnoloxía de materiais filtrantes de tres-capas comezou na década de 1960, utilizando normalmente carbón, area e granate como materiais filtrantes. A taxa de filtración deste tanque de filtro durante a filtración inicial pode ser 3 veces a dun tanque de filtro rápido dunha-capa e 2 veces a dun tanque de filtro de dobre-capa de carbón-area.
Nos últimos anos, os investigadores nacionais tamén realizaron melloras correspondentes no material do filtro, e unha común é unha combinación de carbón activado e area de cuarzo. Zhang Sheng e outros da Universidade de Tsinghua estudaron o tratamento da auga fonte de auga con alto contido de-algas mediante un filtro de leito profundo de dobre-capa de carbón activado-area de cuarzo. Os resultados mostraron que o filtro de leito profundo de dobre capa de carbón activado-area de cuarzo-con filtración de flotación integrada tiña unha taxa total de eliminación de algas do 95,1%, unha taxa de eliminación de clorofila do 92,2%, unha taxa de eliminación da turbidez de saída do 54,3%, unha taxa de eliminación de osíxeno e cromaticidade do 6% e un consumo de cromaticidade. taxa de eliminación do 86.4%.
3). Medios filtrantes homoxéneos O leito filtrante formado por este medio filtrante ten tamaños de partículas grandes, medianos e pequenos en cada sección de arriba a abaixo, e as súas respectivas cantidades son iguais ou próximas. A proporción de baleiros do medio filtrante nas direccións superior e inferior do leito do filtro é a mesma, polo que o estado de fluxo da auga do leito do filtro tamén é o mesmo. Os medios filtrantes homoxéneos poden superar mellor o bloqueo da superficie e os flóculos penetran profundamente no leito do filtro para conseguir o efecto de filtrar máis auga e de boa calidade.
2. Medios filtrantes de gránulos cerámicos
O descubrimento da ceramsite remóntase a 1885, pero en realidade foi desenvolvido por SJHayde en 1918. O meu país comezou a estudar a produción e aplicación de ceramsite a principios dos anos 50. Ceramsite está feito de residuos industriais, residuos ou materias primas minerais descartadas e xisto inferior. Os microporos dentro da ceramsite son porosos, o que fai que a ceramsite teña as características de pequena densidade aparente, alta resistencia e resistencia á corrosión química. A superficie específica do material de filtro de ceramsite é de 6 a 8 veces a do material de filtro de area de cuarzo e a porosidade é de 1,7 a 2,2 veces a da area de cuarzo.
Nos últimos anos, a ceramsite foi amplamente utilizada como recheo de tratamento biolóxico para augas residuais, cun bo efecto de tratamento de augas residuais e a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco pode alcanzar máis do 90%. Kato et al. utilizaron recheos cerámicos porosos para tratar as augas residuais de alimentos. Cando o tempo de retención hidráulica era de 30,17 h, a taxa media de eliminación de DQO superou o 87%. Actualmente, investigadores nacionais e estranxeiros desenvolveron novos materiais filtrantes de ceramsita, como a ceramsita enzimática, a ceramsita lixeira esférica e a ceramsita nano-modificada a base de ceramsita convencional. A ceramsite enzimática usa principalmente o efecto catalítico das encimas para mellorar o efecto do tratamento; a ceramsite lixeira esférica ten as vantaxes de superficie rugosa, densidade moderada, alta resistencia e resistencia á fricción; nano-ceramsite modificado usa nanotecnoloxía para modificar o material do filtro. A superficie do material filtrante ten nanopartículas, o que fai que teña unha maior capacidade de tratamento.
3. Material de filtro modificado
Tendo en conta a limitada superficie específica dos materiais filtrantes de uso común, como area de cuarzo, ceramsita e antracita, a carga negativa na superficie en condicións neutras ou antieconómicas, os investigadores desenvolveron materiais de filtro modificados, que se converteron nun tema candente para unha ampla investigación. O material filtrante modificado consiste en recubrir unha capa de modificador na superficie do material filtrante portador mediante reaccións físicas e químicas, cambiando así as propiedades físicas e químicas da superficie das partículas do material filtrante orixinal, o que pode mellorar a capacidade do material filtrante para interceptar a contaminación e a súa capacidade de adsorción de determinadas substancias especiais e mellorar a calidade da auga efluente. A práctica demostrou que os materiais filtrantes modificados poden aumentar a superficie específica do material filtrante e mellorar a súa capacidade de adsorción, de xeito que as funcións melloradas de adsorción e purificación da oxidación xeradas polo revestimento da superficie poden ser plenamente utilizadas no proceso de contacto con diversas materias orgánicas, bacterias e algas na auga. Os medios filtrantes modificados non só poden adsorber macromoléculas e materia orgánica coloidal, senón que tamén poden absorber e oxidar unha gran cantidade de ións de metais pesados e pequenas materias orgánicas solubles moleculares na auga, conseguindo así o obxectivo de mellorar a calidade da auga.
1). Medios filtrantes modificados para o tratamento de augas residuais Xiangyang usa montmorillonita e sepiolita modificadas para absorber contaminantes orgánicos na auga. Descúbrese que cando a auga contén algúns metais de transición como ferro, cromo, manganeso, cobre e platino, as órbitas baleiras dos metais de transición atraen os pares solitarios de electróns dalgúns átomos ou grupos funcionais da materia orgánica, o que cambia a estrutura da materia orgánica, polo que é moi doado romper os enlaces químicos dalgunhas materias orgánicas, que se degradan completamente{- a materia orgánica. O profesor Gao Naiyun utilizou o revestimento de alúmina para modificar a area de cuarzo para eliminar a materia orgánica e a turbidez, e descubriu que os indicadores de TOC e CODMn no efluente mostraban que o revestimento era mellor que a area sen recubrir. A investigación estranxeira nesta área comezou antes. En 1989, Jiban K.Satpathy recubriu a superficie de area de cuarzo peneirada cun tamaño xeométrico medio de 0,7 mm con nitrato de ferro. Descubriuse que a súa superficie aumentou case 40 veces, o que podería eliminar eficazmente o cadmio, o cromo e o cianuro das augas residuais de cadmio e cromado. En 1996, Arun Joshi e outros do Instituto Indio de Tecnoloxía utilizaron area revestida de óxido de ferro con nitrato de ferro revestida na superficie de area de cuarzo cun tamaño xeométrico medio de 0,49 mm como material de filtro para fabricar un dispositivo de eliminación de arsénico simple e de baixo custo para eliminar o arsénico trivalente e pentavalente das augas subterráneas.
2). Medios filtrantes modificados para o tratamento de augas Cando a investigación sobre medios filtrantes modificados para o tratamento de augas residuais é cada vez máis extensa, tamén se iniciou a investigación sobre o tratamento da auga. Zhou Yuexi e outros descubriron que a area de cuarzo modificada na superficie pode eliminar eficazmente os fosfatos solubles na auga e que a taxa de eliminación de ións de metais pesados como Cr3+ e Cu{2+ é superior ao 90%; Maeda e outros en Xapón recubriron hidróxido férrico sobre pedra de coral para obter material filtrante de ferro-pedra de coral, que pode absorber eficazmente arsénico pentavalente na auga na superficie da pedra de ferro-coral; a principios da década de 1990, o profesor Benjamin e os membros do seu equipo de investigación comezaron a utilizar materiais filtrantes modificados no tratamento da auga; Stenkamp e outros utilizaron materiais de filtro de area de cuarzo modificada revestidos de ferro-para probas de filtración para eliminar partículas de composto de ferro cargadas positivamente e partículas de emulsión cargadas negativamente. Os resultados mostraron que o material de filtro modificado era superior á area de cuarzo orixinal en case todas as probas. O material de filtro modificado ten as características de forte capacidade de adsorción electrostática, período de madurez curto e pode reducir a cantidade de coagulante; Jerzy Lu Kasik et al. area cuberta con hidróxido de ferro e hidróxido de aluminio para modificar o material filtrante para eliminar os microorganismos da auga. Os resultados mostraron que as taxas de eliminación de Escherichia coli, bacterias do cólera, virus da poliomielite 1 e Escherichia coli fago MS-2 na auga eran todas superiores ao 99%.