改进和强化传统的常规水处理工艺是目前控制水厂出水有机物含量的最经济、最可行的手段。沸石是一种天然的多孔矿物,有很大的比表面积,具有吸附能力强,表面粗糙等特点。本项研究是采用一种最简单的工艺方法,即用经活化后的天然沸石吸附剂代替传统砂滤池中的砂滤料,使滤池除具有过滤去除水中浊度的作用,同时还可去除水中有毒的重金属离子和部分溶解性的有机物。

由于沸石滤料的形状不规则,具有较大的孔隙率。试验结果表明,在相同滤速条件下,沸石滤层的水头损失比石英砂滤料可减少15 %。

滤池经过一段时间的运行,由于出水浊度增加或水头损失升高,需要进行反冲洗以恢复滤池的工作。试验表明,对试验所用的沸石粒径反冲洗强度采用10L/s·m2,即可达到30 %的膨胀率,满足滤池反冲洗的要求。而石英砂达到同样的膨胀率,需冲洗强度约12L/s·m 2。试验期间,进水浊度一般低于10NT U ,若过滤终点控制在出水浊度不大于3NTU时,过滤周期可达到24-30h,经约5min的反冲洗后,过滤出水浊度即能保持在3NTU 以下。试验期间,未觉察到沸石滤料有破损现象。由试验可知,用沸石作为滤池滤料,不仅能满足过滤及反冲洗性能的要求,还可以节省反冲洗水量,降低运行费用。

为考察在相同粒径的条件下, 沸石和石英砂去除浊度效果的差别 ,对投加混凝剂并经沉淀浊度在5-10NTU 的沉淀水进行过滤除浊对比试验。在相同的滤层高度和滤速(8m/h)的条件下,试验结果见图2。可知,沸石过滤去除浊度的效果均明显好于石英砂,这与滤料的外表面的性质有关。沸石的外表面较石英砂要粗糙得多,具有更好的过滤水中悬浮固体和胶体物质的性能。因此,采用沸石代替砂滤池中的砂滤料, 不会降低砂滤池原来去除浊度的主要功能。

作分层取样试验表明,经过60天的连续运行,沸石滤罐去除氨氮仍然有效。沸石滤层去除氨氮主要发生在顶部进水端20cm高度以内,实验结果表明,即使在顶部20cm的滤层内,经过60天的连续运行也未达到吸附饱和,故若采用沸石作滤料来改善滤池去除氨氮的效果,可具有很长的使用周期。

总之,通过试验,可以得出以下几个结论:

①沸石的孔隙率大,滤层截污能力强,水头损失值小于砂滤料,由于其密度比石英砂小,所需的反冲洗强度比石英砂低,可节省反冲洗水量,沸石的耐磨强度能满足作为给水处理滤料的要求。
②相同粒径下,沸石滤料去除浊度的效果略好于石英砂。
③沸石去除水中的有机物(高锰酸盐指数)、苯酚和氨氮的效果明显优于石英砂。
④沸石对去除上述各种污染物均具有很长的使用周期,确切的使用周期长短有待今后根据不同的原水水质,通过长期的试验观测确定。
⑤采用沸石滤料代替石英砂滤料是改善出水水质的一种经济、简单的方法,该滤料是一种值得推广的可行的新型滤料。