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反冲洗原理
目前普遍认为，无论是水反冲洗或气、水联合的反冲洗，截留在滤层中的污物，主要是在水流剪切力和滤料颗粒间碰撞摩擦双重作用下，从滤料表面脱落下来，然后被冲洗水带出过滤装置。剪切力与冲洗流速和滤层膨胀率有关，冲洗流速过小，滤层孔隙中水流剪切力小，冲洗流速过大，滤层膨胀率过大，滤层孔隙中水流剪切力也会降低。另外，反冲洗时滤料颗粒间相互碰撞摩擦几率也与滤层膨胀率有关，膨胀率过大，由于滤料颗粒过于离散，碰撞摩擦几率会减少;膨胀率过小，水流紊动强度过小，同样也会导致碰撞摩擦几率的下降。因此，应控制河势的滤层膨胀，保证有足够大的水流剪切力和滤料颗粒间的碰撞摩擦几率，从而获得良好的反冲洗效果。
无烟煤俗称“白煤”，是煤化程度深的煤。是一种水处理行业过滤用材料。我公司生产的无烟煤滤料(执行标准：中华人民共和国城镇建设行业标准(CJ/T43-2005)是选用山西晋城和河南焦作两大矿区的优质无烟煤为原料。经破碎、筛分、水洗加工而成。无烟煤滤料特点是：固定碳含量高、密度大、强度大、外观光泽度好、化学性能稳定、具有较好的固体颗粒保持能力，能可靠的提高悬浮颗粒的。无烟煤滤料不含有毒有害物质，在酸性、中性水中均不溶解。无烟煤滤料抗压耐磨性强，有足够的比表面积和合理的粒径级配。由于无烟煤滤料具有较好的固体颗粒保持能力，因此能够可靠的提高悬浮颗粒能力。无烟煤滤料适用于生活饮用水及工业用水的过滤。
无烟煤单层滤料用于地下水除锰的实验研
1、原水(深井)水质 [Mn2+]＝9.3mg／L ［Fe总］=14mg／L PH=6.5
2、工艺参数:曝气设备采用表面曝气池，平板叶轮。除铁滤柱共5个，分别装填滤料：、、和无烟煤滤料,双层滤料。滤层厚度1000mm。除锰滤柱共8个，分别装填滤料：马山、乐平锰砂、湘潭锰砂、锦西锰砂、无烟煤(6＃滤柱)石英砂和石灰石等。滤层厚度1500mm左右。滤料粒径，无烟煤d=1.5～2.0mm，其余d＝0.6～1.4mm。滤速7.5m／h，反冲洗强度：无烟煤、、石灰石为12～14L／s m2，为16～18L／s.m2。
3、实验结果:a、曝气效果良好，曝气后溶解氧饱和度达60～70％，CO2散除率达76～87％，H2S散除率达76～79％，PH由6.4～6.6提高到7.4-7.6。b、一级过滤除铁效果良好，出水总铁一直稳定在0.1mg／L以下。工作周期一般为24小时，但无烟煤滤料-双层滤料柱工作周期长达48小时，较其他滤料工作周期延长了一倍。C、二级过滤，各种滤料均需经历一个成熟期，成熟期长短随滤料不同而各异。乐平36天，马山锰砂51天，无烟煤滤料为71大，石英砂和锦西锰砂为96天，成熟后的各种滤料均能稳定地将［Mn2+］降0.1mg／L以下，在实验水质条件下，各种滤料在成熟后均起着锰质活性滤膜载体的作用。实验中观察到，无烟煤滤料的工作周期长达6～8天，而其他滤料的工作周期只有4?6天。而且无烟煤的工作周期还可延长(水头损失增长较慢)，实验中怕滤层板结，影响实验，故人为地提前结束过滤周期。无烟煤单层滤料作为除锰滤料具有以下优点：a、成熟期较短，成熟后除锰效果良好。b、粒径大d=1.5-2.0mm，孔隙率大，含污能力强。c、工作周期长达6?8天，表明整个滤层含污能力得到充分利用。d、无烟煤密度较小，需较小的反冲洗强度，节约反冲洗水量。 E、易于筛分、易于装填、易于管理。三、无烟煤单层滤料用于地下水除铁的生产实践。
4、生产性实验：以无烟煤为滤料的除铁实验。滤池面积12.5m2，无烟煤滤料d=0.6～2.0mm，滤层厚度为1000mm，滤速7～10m/h，工作周期人为地控制在48小时。实验运行一个月，滤后水［Fe］一直稳定在0.3mg／L以下，效果良好。实验期间，还与同期安装的成熟滤料滤池进行了各种滤速的稳定工作时间的对比测试，在相同滤速条件下，无烟煤滤料的稳定工作时间长于锰砂，如滤速为10m／h。
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无烟煤滤料采用人工分类，可减少无关矿物质并降低灰分含量，经过过滤和冲洗，确保其适合水过滤之用。无烟煤滤料具有良好的颗粒保持能力，能够可靠地提高悬浮颗粒能力，因此无烟煤滤料被广泛用于污水处理行业做水处理滤料使用。无烟煤滤料中的煤粒表面有许多大小不等的孔隙，这些孔隙就相当于许多毛细管，由于毛细管作用及孔隙内表面的疏水亲油性质，而使油分子可以容易地挤掉煤孔隙中原有的水分子，取而代之，因此无烟煤滤料有良好的吸附有机悬浮物，特别是吸附烃类油脂的性能，同时还有一定的除味脱色功效。
无烟煤滤料不做单独使用，一般和石英砂滤料等其他净水材料配合使用。多介质过滤器填加的不是单一滤料，而是填装无烟煤滤料、石英砂滤料和鹅卵石滤料等各种滤料，组成不同密度的上下两层滤料。根据水质要求，滤料采用不同的级配比，上层为密度较小，料径较小的轻质滤料，下层为密度较大，粒径较大的滤料。由于两种滤料的密度差较大，在水中下降速度也不同，密度大的下沉快，密度小的下沉慢。石英砂和无烟煤滤料配合使用优点是：经过多个周期反冲洗后，仍能保持“轻、细”的滤料在上，“重、粗”的滤料在下的分层，形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层，提高了过滤水的穿透能力， 限度地发挥了不同密度、不同级配指标下滤层的截污能力。通过自动装置设定每12h 反冲洗一次(15min) ，使滤料再生彻底，保证其过滤性能。
双滤料全自动过滤器与单一滤料的过滤罐相比，具有过滤量大、滤料再生能力强的特点。单一石英砂过滤罐是以石英为滤料，截污能力差，粒径0.6～3.5mm 不等，上层0.6～1.2mm，中层1.2～2mm，下层2～3.5mm。经过一个周期反冲洗后，根据石英砂的料径大小分层，自上而下形成粒径逐渐增大的滤层。无烟煤滤料国内外冲洗形式基本有三种，即高速度水冲洗、水冲洗加辅助冲洗和气冲加水冲洗。在国外，美国用高速度水冲洗较多，现在美国多用双层滤池，因此目前也转向用水冲洗加辅助冲洗或气冲加水冲洗。气水冲洗多用于欧洲，美国多用气冲后加较低速度的水冲洗方式，欧洲大陆因用粗砂滤料的多，因此基本都用空气和水同时冲洗的方式。苏联也有用气、水冲洗的。日本以前也用气、水冲洗以后因滤池使用较小粒径的滤料，改用了辅助冲洗加水冲洗。我国水厂绝大多数用高速度水冲洗，个别水厂也有用气、水冲洗，或用辅助冲洗加水冲洗。
一般滤层表面会含泥量大的单层滤池用辅助冲洗加水冲洗合适，滤层内部含泥多的如双层、多层及粗粒径滤池及直接滤池，以气、水冲洗好，但用此种方法，应特别注意不使滤料流失。双层滤池因为滤前水悬浮物深入到滤层，还可以采取两套旋转冲洗设备，一套在煤层上，一套在高于未膨胀前的煤砂滤料交界上的5cm处，据报告这种方法对双层滤池冲洗彻底。据有关一些资料介绍，一般冲洗到使滤层膨胀到25-30%的原滤层高度就可以，再高也没有用处，反会使冲洗效果不好，但是双层滤池冲洗时，要使滤层液化浮起，因为它与单一滤料滤层不同。单一滤料冲洗不需液化，只要将滤料上粘着物冲掉即可以，但双层滤池滤料要分层，所以必须液化。空气加水冲洗对于双层滤池较好，使用时许多资料认为以空气和水同时反冲为佳，但要注意控制冲洗程序、气量，以免造成煤滤料大量流失。
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