轻质石英砂滤料（石英砂水处理滤料介绍）

“2019环境矿物材料创新发展大会”将于12月7-9日在北京召开，欢迎国内外环境矿物功能材料生产企业、应用企业、环保技术服务机构、设备企业、科研院所和相关单位积极参加，报名参会请关注微信公众号：粉体技术网

过滤是污水深度处理的主要工艺之一，而滤料则是深床过滤技术的关键，作为滤料不仅要资源丰富，硬度大，抗腐蚀性好，密度大，机械强度高，截污能力强，使用周期长等特点外，还必须具有较强的吸附性。石英砂是使用最早，也是应用较广泛的过滤介质，是废水处理的理想滤料。

1、石英砂滤料的原理

在石英砂滤料进行水处理的过程中，悬浮颗粒的去除主要是由颗粒和滤料之间以及颗粒与颗粒之间的吸附粘附作用而完成的，这就涉及到两方面的原理：

• 一是被水携带的悬浮颗粒物发生迁移，脱离水流流线向滤料表面靠近，既迁移机理；
• 二是当悬浮颗粒与滤料接触时，依靠某种或某几种力（范德华力、表面张力及库仑力等）的作用使得它们粘附在滤料表面上，这就是颗粒的粘附机理。

要保证过滤出水水质，就需要保证滤层滤料一定的表面积，为悬浮颗粒吸附在表面上提供足够的吸附空间，以便悬浮颗粒物有效的被吸附在滤料表面。悬浮颗粒物在滤层空隙水流中迁移输送由沉淀、惯性、阻截、扩散、动力效应等基本作用的过程，至于颗粒受到哪些力的作用，取决于浊质粒度的大小。在过滤过程中，滤料的表面积起到最重要的作用，滤料所提供的颗粒表面越大，对水中悬浮物的附着力越强，为要达到一定的预期的出水水质要求，滤料所提供的表面积应满足某一最小值。

2、石英砂滤料的基本要求

《CJ/T43-2005水处理用滤料》对石英砂滤料的规定如下：

（1）石英砂(或以含硅物质为主的天然砂)滤料应为坚硬、耐用、密实的颗粒。在加工和过滤、冲洗过程中应能抗蚀，其含硅物质（以SiO2计）不应小于85%；

（2）密度应在2.5-2.7g/cm3，密度小于2g/cm3的轻物质不应大于0.2%；

（3）含泥量＜1%，不应含可见的泥土、粉屑、云母或有机杂质。

（4）盐酸可溶率＜3.5%；

（5）破碎率与磨损率之和＜2%；

（6）灼烧减量不应大于0.7%；

（7）石英砂滤料的粒径：单层或双层滤料滤池的石英砂滤料粒径范围，一般为0.5～1.2mm；三层滤料滤池的石英砂滤料粒径范围，一般为0.5～0.8mm。在各种粒径范围的石英砂滤料中，小于指定下限粒径的不应大于3%，大于指定上限粒径的不应大于2%。石英砂滤料的有效粒径和不均匀系数，由使用单位确定。

《DL/T336-2010石英砂滤料的检测与评价》对石英砂滤料的基本要求如下：

（1）石英砂滤料应为坚硬、密实的颗粒；

（2）外观应呈乳白色或无色半透明状，且显无可觅的泥土、粉屑等杂质。

（3）石英砂滤料的粒径配比；

石英砂滤料的粒径配比

（4）石英砂滤料的粒度和不均衡系数；

过滤材料粒度表

（5）石英砂滤料具体技术要求如下。

石英砂滤料具体技术要求

3、影响石英砂滤料过滤效果的因素

（1）水质的温度

温度对滤料过滤的影响是明显的，温度高，水的粘度高，有利于过滤，温度低，水的粘度低，不利于过滤。温度一般控制在20-30℃，不同水质不同情况，最佳温度在使用石英砂过滤时，可以现在实验室里进行小试，然后再行确定。

（2）pH值

普通石英砂在pH中性及值范围内的酸性水中都很稳定，但在碱性条件下有微溶现象。化学水处理中SiO2增量不应超过2mg/L。

（3）运行周期

石英砂滤料在使用过程中，使用周期随不同水质而不同，为了保证出水水质的达标，要及时检验石英砂滤料的运行状况，并且要随时检验出水的浊度，当出水不在清澈，水质浊度高时，要及时进行反冲洗滤料，在日常的试验中，把握石英砂滤料的使用周期。一般可以以水头损失为石英砂滤料是否到期为依据，当水头损失为1.5～1.8m时，说明滤料周期已到，停止过滤，进行反冲洗。

（4）石英砂滤料的孔径

在研究均质石英砂过滤性能研究中发现，不同粒径的均质石英砂进行直接过滤，在单位面积滤层滤料表面积相等的条件下，进行过滤性能比较，经过试验证明，单位滤层滤料颗粒表面积相等的条件及运行参数相同的情况下，过滤以后，出水的浊度等基本相同，粗石英砂过滤的水头损失小于细石英砂的过滤的水头损失。主要是因为粗粒径的有效孔隙率优于细粒径的有效孔隙率，粗粒径滤料截留浊质后滤层内部水流变化比细粒径滤料截留浊质后滤层内部水流变化慢且小，在处理污水过程中，一般采用较粗粒径的滤料。

（5）石英砂滤料滤层的厚度

石英砂滤料滤层的厚度本没有硬性的规定，各单位或企业可根据不同的水质自行制定滤层厚度，但根据我国许多生产过程中水处理的实际情况试验中，有一定的经验，可以借鉴一下。如：单滤层滤料过滤中，使用石英砂粒径为0.5～1.2mm，而滤层厚度为0.7m。

石英砂滤料的粒径和厚度对过滤性能的好坏有着重要的作用。在使用滤层过滤中，滤料的滤径越大，可容纳的悬浮物空间越大，过滤能力强，截污量大；而同样的足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤料更好的发挥作用。所以粒径与滤层厚度的选择，是衡量过滤器性能的重要指标，一般认为，滤层厚度和粒径的比值越大越好，当然，在各企业中，可根据自己污水性质，在实验中寻求二者的最佳关系值。