从希波克拉底袋到现在的滤池沸石滤料发展
上古老、原始的水过滤设备是滤水布袋,它是在公元前460-354年间由希波克拉底的,叫“希波克拉底袋”。
1627年,英国发表了过滤澄清净化水的试验报告。1829年,英国伦敦的chelsca供水公司建成了用于实际生产的座慢滤池。在慢滤池中水以0.1-0.3m/h的速度缓慢通过由0.2-1.0mm构成的厚度约为1000mm的砂层,在砂层表面自然形成几厘米的滤膜,依靠这些滤膜的筛除作用和滤膜中微生物的生物氧化作用去除水中的杂质。慢滤池在运行过程中,水中的悬浮杂质不断积累在滤膜内,增大了过滤阻力,滤层的水头损失增加,滤速逐渐降低。因此,慢滤池在运行2-3个月后,须要停止滤水,并把滤层表面2-3cm的砂刮掉,膜再生后重新投入运行。这种慢滤池在我国武汉、湘潭也曾使用过。然而,由于滤速很 慢,只有0.1-0.3m/h,远远不能满足用水量迅速增长的需要,而且占地太多。后来实践还证明,慢滤池的生物处理作用对于水中所有微量污染物质并不是很有效(如有机氯去除约50%)。因此,慢滤池只能看作是一种功能有限的处理方法。
为了满足人民日益增长用水量的需要,1885年,美---研究发明了滤料快滤池。并于1909年建立了座快滤池。起初采用的快滤池标准滤速为5m/h,现代快滤池滤速可达40m/h。目前采用沸石滤料快滤技术的普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池、“v”型滤池等多种形式的滤池在上得到了广泛的使用。现在,很多已经采用神创高速的过滤方法。
理想滤池概念促使在过滤水流方向和滤料级配组合两方面加以改进,其主要表现在:过滤水流方向上,开发了上向流过滤、双向流过滤、水平流过滤等;滤料级配组合方面上,开发了双层滤料滤床,三层或多层滤床以及沸石滤料滤床等。
天然沸石在高温氨氮中的吸附性能
不同温度下天然沸石对溶液中氨氮的平衡吸附效果如图1所示。由图1可以看出在常温阶段(35℃以下),绿沸石,天然沸石对氨氮的吸附比为1.0mg/g左右。随着温度的升高,吸附比---增大,在60℃以上达到2.0mg/g左右,并随着温度的继续升高维持在一定范围内。因此天然沸石适用于处理中高温氨氮废水,且在同等用量下,吸附效果明显优于常温下的吸附效果。这是由于温度的升高加速了溶液中和沸石上的分子和离子的热运动,提高了沸石对溶液中氨氮的吸附活性。
在沸石处理高温氨氮废水---是循环冷却水过程中,沸石的大小直接影响进水阻力。同时天然沸石颗粒的粒径大小决定了沸石颗粒在溶液中与离子的接触面积,影响了天然沸石对溶液中氨氮的吸附量。选取不同粒径下的天然沸石对高温氨氮溶液进行吸附
随着沸石粒径的减小,天然沸石对溶液中氨氮的吸附速率和平衡吸附量均有---增加。沸石粒径从8~10mm下降到1~2mm时,吸附比由1.3mg/g提高到2.1mg/g。而沸石粒径下降到0.5~1mm时,吸附效果基本不再增加。观察发现粒径为0.5~1mm时沸石颗粒在容器底部易团聚,宣城沸石,从而影响天然沸石与溶液离子接触面积的提升。同时沸石作为滤料处理废水时,沸石粒径直接影响到进水阻力,粒径过小时,容易混入废水流失。因此综合考虑沸石破碎难易程度、吸附效果、进水阻力和流失难易等因素,选取蕞佳粒径为1~2mm。
由于高温吸附反应体系的影响,使得沸石对氨氮的吸附效果在碱性废水环境下吸附量明显降低。溶液中ca2+的存在降低了沸石的吸附效果,而mg2+和磷酸根对吸附效果基本无影响。另外,沸石厂家,天然沸石对于氨氮吸附效果是明显优于活性炭和人造沸石的吸附效果。
近年来,在沸石晶内或粒间含有三维交叉连接介孔的多级孔材料因在扩散、催化活性、择形性和反应寿命上有很大的---而受到广泛关注。迄今为止,已有许多制备多级孔沸石的合成方法见诸---,例如,非模板剂法(后处理脱硅、脱铝和脱钛)、硬模板法和双模板组装法等。其中,丝光沸石厂家,利用沸石纳米簇在表面活性剂胶束导向下自组装形成的复合材料结合了微孔沸石与介孔材料的优点,同时具有较高的酸强度和较大的孔径,因此在大分子的催化反应中具有明显的优势。
通常介孔沸石材料是通过“静电作用力”或“氢键”使表面活性剂与沸石前驱体自组装合成的。ctab是带正电荷的表面活性剂,在碱性条件下易与带负电荷的硅物种实现自组装而得到介孔沸石材料。而非离子的两亲性嵌段聚合物p123则通过(n0h+)(x-s+)相互作用实现组装(n0是中性表面活性剂,h+是质子,x-是对抗阴离子,s+是质子化的硅---群),因此在碱性条件下通过p123实现沸石前驱体的组装条件比较苛刻。
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