过滤作为水处理的常规处理工艺,在生活饮用水、工业水处理中起到有效降低水中浊度的作用。过滤用的材料就叫做滤料,水流通过滤料构成的滤层,其中水流中含有的杂质在滤层的作用下,悬浮颗粒被截留在滤料的空隙中,随着滤料孔隙度变小,较小的悬浮颗粒也被截留,同时被截留在滤料 表面的絮状体又与水中悬浮颗粒 发生接触吸附作用,使水得到净化。
一般来说,常见的水处理滤料包括以下几种类型:
(1)沸石。沸石是一族具有连通孔道的呈架状结构的含水硅铝酸盐矿物。 按生成方式,分为天然沸石和人工合成沸石两大类。其化学通式可表示为:MXDy[Al(x+2y)Si(x+2y)O2n]·mH2O。其中M为碱金属或其他一价阳离子,D 为碱土金属或其他二价阳离子, M、D 均为可交换性阳离子。 近年来,沸石得到了广泛的研究,其应用于废水处理中,能够让DHA去除率高达70-100%。Bowman等发现用阳离子表面活性剂改性的沸石,在保持原来去除NH4+、 重金属离子和其他无机物及某些有机物能力的同时,还可有效去除水中的硫酸根、 铬酸根等含氧酸阴离子,并大大提高了其去除有机物的能力。Li和 Bowman试验了表面改性沸石的再生条件,被铬酸盐饱和的改性沸石可用Na2CO3 /NaOH溶液再生,被PCE 饱和的沸石可用空气吹脱法再生。
(2)石英砂。采用天然的石英矿石,经粉碎、筛选、水洗等工艺加工而成 。外观呈多棱形、球状,纯白色,具有机械强度高、截污能力强、化学性能稳定等特点。石英砂比天然海砂、河砂使用周期长3~4倍,且滤后水质稳定。目前使用量较大的滤料。
(3)陶粒。采用天然矿物或工业废弃物作为主要原料,经直接破碎或加工成粒,再烧胀而成 。陶粒滤料内部多孔,比表面积较大,吸附能力较强,有着较强的化学稳定性,其比表面积是石英砂的6~8倍,孔隙率是石英砂的1.7~2.2倍。
(4)硅藻土。硅藻土是一种非金属矿物质,它是由单细胞藻类遗骸为主要组成的硅质生物沉积岩,其主要化学成分是SIO2,含量通常在80%以上。硅藻土具有空隙率高、比表面积大、相对密度小、耐磨、化学稳定性高、耐酸、易溶于碱、吸附性强等优良特点,被广泛应用于水处理等行业中。
从整体来看,水处理滤料未来研究方向是朝着物理、化学性能稳定,安全无毒、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强、反冲洗方便且节水的方向发展。随着国家的发展,科技的进步,人民群众对于水的要求越来越高,而对于一个可持续发展的社会来说,滤料不仅要性能稳定,截污能力强,还要造价便宜,材料易取得并且可重复利用。相比而言,沸石这种滤料具有较好的适用性,并且其资源储量大,易开采。通过全球各地区的污水处理试验与应用,结果表明其对微污染水、贫营养水以及城市污水处理厂出水的处理和应用具有良好的价值。