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氣水聯動反沖洗海綿鐵濾料就像洗衣服
走完前面沉淀、氧化、吸附幾個環節，黃河原水已經一層層“脫去”泥沙，最后經石英砂濾料、海綿鐵過濾池再對其進行精加工。
據介紹，鵲華水廠過濾池最底部為承托層，分布著5層鵝卵石濾料，從下到上依次變小。承托層上面是海綿鐵濾料層，鋪著天然石英砂濾料，它們就像“網眼”密集的篩子，需要精加工的水到達此處后，經石英砂濾料過濾，最后殘留在水中極為細小的污泥也被“刮掉”。
“但時間長了，過濾下來的污泥逐漸堆積，在石英砂濾料上面形成一層封閉膜。”鵲華水廠有關負責人說，如同篩子眼兒被“銹住”了，過濾將無法正常進行，工作人員必須定期將清水從過濾池底部注入池中，沖洗篩子(海綿鐵濾料)，這叫做反沖。
鵲華水廠一期改造之前，原有的過濾池只能通過人工進行單水反沖，效果不理想，但改造后的“V型”濾池能全自動進行氣水聯動反沖，不僅沖洗更徹底，還能保護濾料海綿鐵。
首先將清水從底部注入過濾池中，使海綿鐵濾料膨脹，這相當于洗衣服時把衣服先用清水浸透。然后向過濾池中加氣體，使濾料(石英砂)上下左右運動起來，加大濾料(海綿鐵)之間的摩擦，就像洗衣服時反復搓洗。最后再向過濾池中注入清水，對濾料(海綿鐵)側面橫掃，將“搓洗”下的污泥沖走，也就是洗衣服時最后的漂洗。
三種改性濾料的吸附數據擬合億洋海綿鐵濾料贊助
吸附理論研究中,常用的吸附速率模型包括
(1) Langergren 一級反應速率模型ln ( qe - qt ) = lnqe - k1 t (1)
(2) 二級反應速率模型
tqt=1h+1qet ( h = k2 q2e) (2)式中: qe 為平衡吸附容量,mg / g ; qt 為t 時刻吸附容量,mg / g ; k1 為一級模型吸附速率常數,h - 1 ; k2 為二級模型吸附速率常數,g/ (mg ?h) .
氟吸附速率常數k1 可以通過ln ( qe - qt ) 與時間t 的線性關系求得, k2 由t/ qt 與時間t 的線性關系求得. 用不同的吸附速率模型對三種改性濾料的吸附數據進行擬合,結果.
吸附動力學模型擬合結果對比
Result s of kinetic fit for fluoride adsorption on MOCA at various initial concent rations
AdsorbentInitial F - 1/ mg ?L - 1qe/ mg ?g - 1k1/ h - 1k2/ g ?mg - 1 ?h – 1h/ mg ?g - 1 ?h - 1R2(No. 1)R2(No. 2)1. 0 0. 12 0. 011 0. 109 0. 0016 0. 951 0. 988MOCS 2. 0 0. 3 0. 011 0. 032 0. 0029 0. 924 0. 9674. 0 0. 28 0. 011 0. 052 0. 0041 0. 933 0. 9931. 0 0. 182 0. 018 0. 078 0. 0026 0. 969 0. 999IOCS 2. 0 0. 352 0. 02 0. 036 0. 0045 0. 907 0. 9844. 0 0. 65 0. 018 0. 022 0. 0093 0. 986 0. 9981. 0 0. 18 0. 027 0. 072 0. 0023 0. 968 0. 982MOCA 2. 0 0. 36 0. 035 0. 039 0. 0051 0. 953 0. 9854. 0 0. 63 0. 033 0. 021 0. 0083 0. 964 0. 989
速率常數k1 越大, k2 值越小,吸附速率越快. 表2 的計算結果表明三種改性濾料中,MOCA 氟吸附速率最快,涂鐵砂其次,涂錳砂最慢. 這可能與MOCA 內部存在大量的孔隙結構有關. 擬合相關性顯示,二級反應速率模型可以用來描述三種改性濾料氟吸附過程.
MOCA 具有內孔道結構,氟離子在MOCA 內部孔道的擴散速率可以通過下式計算:qt = kp t0. 5 (3)式中, kp 為顆粒內擴散速率常數,mg/ (g ?h0. 5 ) ; t 為吸附時間,h.根據Mckay 等人的研究,當式(3) 中qt 與t0. 5 呈現良好的直線線性關系且通過原點時,表明吸附質離子/ 分子的顆粒內擴散過程為吸附控制步驟[ 9 ] .
MOCA 氟吸附過程中吸附量qt 與t0. 5 的關系曲線如圖4 所示. 不同氟初始濃度下, qt 與t0. 5 直線線性關系不強,并且都不通過原點,說明MOCA 內擴散并不是氟離子吸附過程唯一控制步驟,吸附過程同時受顆粒外部氟離子擴散作用的影響.
