1. Пясок і жвір, фільтр з кварцавага пяску
1). Аднаслаёвы-фільтр У 1829 годзе Chelsea Water Supply Company ў Лондане, Англія, пабудавала першы павольны фільтруючы рэзервуар для фактычнай вытворчасці. Падчас працы павольнага бака фільтра ўзважаныя прымешкі ў вадзе працягваюць назапашвацца ў мембране фільтра, павялічваючы супраціў фільтрацыі і паступова зніжаючы хуткасць фільтрацыі. Такім чынам, праз 2-3 месяцы працы яго неабходна рэгенераваць і зноў увесці ў эксплуатацыю. У 1885 годзе амерыканцы вынайшлі рэзервуар з хуткім фільтрам і пабудавалі першы бак з хуткім фільтрам у 1909 годзе, які палепшыў дэфекты рэзервуара з павольным фільтрам і значна павялічыў хуткасць фільтрацыі. У гэты час фільтраванне з'яўляецца адна-слаёвай фільтрацыяй, а фільтруючым матэрыялам з'яўляюцца пясок і жвір, кварцавы пясок і г.д.
2). Шмат-слаёвы фільтруючы матэрыял Дзякуючы бесперапыннаму ўдасканаленню тэхналогіі фільтрацыі айчынныя і замежныя даследчыкі паслядоўна прапанавалі шмат-фільтрацыю шматслаёвага фільтруючага матэрыялу. Найбольш часта выкарыстоўванымі шмат-слаёвымі фільтруючымі матэрыяламі ў праграмах з'яўляюцца двух-фільтруючыя матэрыялы і трохслаёвыя-. У 1940 годзе Злучаныя Штаты ўпершыню распрацавалі двухслаёвы-бак з фільтрам. У гэтым фільтры выкарыстоўваецца лёгкі фільтруючы матэрыял з нізкай шчыльнасцю і вялікім памерам часціц у верхнім пласце, і цяжкі фільтруючы матэрыял з высокай шчыльнасцю і малым памерам часціц у ніжнім пласце. Эксплуатацыйныя даныя паказваюць, што здольнасць двухслаёвага-фільтруючага матэрыялу ўтрымліваць забруджванне ў два разы перавышае традыцыйны-аднаслаёвы фільтруючы матэрыял, а хуткасць фільтрацыі павялічваецца больш чым у 0,5 раза. Даследаванне трох{17}}тэхналогій фільтруючых матэрыялаў пачалося ў 1960-х гадах, звычайна з выкарыстаннем вугалю, пяску і граната ў якасці фільтруючых матэрыялаў. Хуткасць фільтрацыі гэтага бака фільтра падчас пачатковай фільтрацыі можа быць у 3 разы вышэй, чым у аднаслаёвага-рэзервуара хуткага фільтра, і ў 2 разы больш, чым у вугальнага-пясчанага двух-фільтра.
У апошнія гады айчынныя даследчыкі таксама ўнеслі адпаведныя ўдасканаленні ў фільтруючы матэрыял, і распаўсюджаным з'яўляецца спалучэнне актываванага вугалю і кварцавага пяску. Чжан Шэн і іншыя супрацоўнікі Універсітэта Цінхуа вывучалі апрацоўку вады крыніцы з высокім{1}}багавіннем -двухслаёвым-фільтрам з кварцавага пяску з актываваным вуглём. Вынікі паказалі, што двухслаёвы фільтр- з кварцавага пяску з актываваным вуглём- з убудаванай флотацыйнай фільтрацыяй меў агульную хуткасць выдалення багавіння 95,1 %, каэфіцыент выдалення хларафіла 92,2 %, каэфіцыент выдалення мутнасці на выхадзе 54,3 %, каэфіцыент выдалення спажывання кіслароду 63,6 % і каэфіцыент выдалення каляровасці ад 86.4%.
3). Гамагенная фільтруючая асяроддзе Фільтруючы пласт, утвораны гэтым фільтруючым асяроддзем, мае буйныя, сярэднія і малыя памеры часціц у кожнай секцыі зверху ўніз, і іх адпаведныя колькасці аднолькавыя або блізкія. Каэфіцыент пустот фільтруючага асяроддзя ў верхнім і ніжнім кірунках пласта фільтра аднолькавы, так што стан патоку вады ў пласты фільтра таксама аднолькавы. Аднастайны фільтруючы матэрыял можа лепш пераадольваць паверхневыя засоры, а шматкі пранікаюць глыбока ў пласт фільтра, каб дасягнуць эфекту фільтрацыі большай колькасці вады і добрай якасці вады.
2. Фільтруючы матэрыял з керамічных гранул
Адкрыццё керамзіту можна аднесці да 1885 года, але на самой справе ён быў распрацаваны SJHayde ў 1918 годзе. Мая краіна пачала вывучаць вытворчасць і прымяненне керамзіту ў пачатку 1950-х гадоў. Керамзіт вырабляецца з рэшткаў прамысловых адходаў, адходаў або выкінутай мінеральнай сыравіны і непаўнавартасных сланцаў. Мікрасітавіны ўнутры керамзіта сітаватыя, што робіць керамзіт такімі характарыстыкамі, як малая аб'ёмная шчыльнасць, высокая трываласць і ўстойлівасць да хімічнай карозіі. Удзельная паверхня керамзітавага фільтруючага матэрыялу ў 6-8 разоў перавышае ўдзельную паверхню фільтруючага матэрыялу з кварцавага пяску, а сітаватасць у 1,7-2,2 разы больш, чым у кварцавага пяску.
У апошнія гады керамзіт шырока выкарыстоўваецца ў якасці напаўняльніка для біялагічнай ачысткі сцёкавых вод з добрым эфектам ачысткі сцёкавых вод, а хуткасць выдалення аміячнага азоту можа дасягаць больш за 90%. Като і інш. выкарыстоўвалі порыстыя керамічныя напаўняльнікі для ачысткі харчовых сцёкавых вод. Калі час гідраўлічнага ўтрымання складаў 30,17 гадзін, сярэдняя хуткасць выдалення ГПК перавышала 87%. У цяперашні час айчынныя і замежныя даследчыкі распрацавалі новыя керамзітавыя фільтруючыя матэрыялы, такія як ферментатыўны керамзіт, сферычны лёгкі керамзіт і нана-мадыфікаваны керамзіт на аснове звычайнага керамзіту. Ферментатыўны керамзіт у асноўным выкарыстоўвае каталітычны эфект ферментаў для ўзмацнення эфекту лячэння; сферычны лёгкі керамзіт мае перавагі шурпатай паверхні, сярэдняй шчыльнасці, высокай трываласці і ўстойлівасці да трэння; нана-мадыфікаваны керамзіт выкарыстоўвае нанатэхналогіі для мадыфікацыі фільтруючага матэрыялу. Паверхня фільтруючага матэрыялу мае наначасціцы, што робіць яго больш моцнай ачышчальнай здольнасцю.
3. Мадыфікаваны фільтруе матэрыял
Улічваючы абмежаваную ўдзельную плошчу паверхні часта выкарыстоўваюцца фільтруючых матэрыялаў, такіх як кварцавы пясок, керамзіт і антрацыт, адмоўны зарад на паверхні ў нейтральных умовах або неэканамічны, даследчыкі распрацавалі мадыфікаваныя фільтруючыя матэрыялы, якія сталі гарачай тэмай для шырокіх даследаванняў. Мадыфікаваны фільтруючы матэрыял заключаецца ў нанясенні пласта мадыфікатара на паверхню фільтруючага матэрыялу-носьбіта праз фізічныя і хімічныя рэакцыі, тым самым змяняючы фізічныя і хімічныя ўласцівасці паверхні зыходных часціц фільтруючага матэрыялу, што можа палепшыць здольнасць фільтруючага матэрыялу перахопліваць забруджвання і яго здольнасць адсарбцыі пэўных спецыяльных рэчываў, а таксама палепшыць якасць сцёкавай вады. Практыка паказала, што мадыфікаваныя фільтруючыя матэрыялы могуць павялічыць удзельную паверхню фільтруючага матэрыялу і павысіць яго адсарбцыйную здольнасць, так што пашыраныя функцыі адсорбцыі і ачысткі ад акіслення, якія ствараюцца паверхневым пакрыццём, могуць быць цалкам выкарыстаны ў працэсе кантакту з рознымі арганічнымі рэчывамі, бактэрыямі і водарасцямі ў вадзе. Мадыфікаваны фільтруючы матэрыял можа не толькі адсарбаваць макрамалекулы і калоідныя арганічныя рэчывы, але таксама адсарбаваць і акісляць вялікую колькасць іёнаў цяжкіх металаў і маламалекулярных растваральных арганічных рэчываў у вадзе, тым самым дасягаючы мэты ўсебаковага паляпшэння якасці вады.
1). Мадыфікаваны фільтруючы матэрыял для ачысткі сцёкавых вод Xiangyang выкарыстоўвае мадыфікаваны монтмарыланіт і сепіяліт для адсорбцыі арганічных забруджвальных рэчываў у вадзе. Выяўлена, што калі вада змяшчае некаторыя пераходныя металы, такія як жалеза, хром, марганец, медзь і плаціна, пустыя арбіты пераходных металаў прыцягваюць непадзеленыя пары электронаў некаторых атамаў або функцыянальных груп у арганічным рэчыве, што змяняе структуру арганічнага рэчыва, робячы вельмі лёгкім разрыў хімічных сувязей некаторых арганічных рэчываў, якія цяжка{3}}-раскладацца, тым самым цалкам раскладаючы арганічныя рэчывы. Прафесар Гао Найюн выкарыстаў пакрыццё з аксіду алюмінію для мадыфікацыі кварцавага пяску для выдалення арганічных рэчываў і мутнасці і выявіў, што паказчыкі TOC і CODMn у сцёкавых водах паказалі, што пакрыццё лепш, чым пясок без пакрыцця. Замежныя даследаванні ў гэтай галіне пачаліся раней. У 1989 годзе Jiban K.Satpathy пакрыў паверхню прасеянага кварцавага пяску з сярэднім геаметрычным памерам 0,7 мм нітратам жалеза. Было ўстаноўлена, што плошча яго паверхні павялічылася амаль у 40 разоў, што магло эфектыўна выдаляць кадмій, хром і цыянід са сцёкавых вод кадмію і хромавання. У 1996 годзе Арун Джошы і іншыя супрацоўнікі Індыйскага тэхналагічнага інстытута выкарысталі пясок з пакрыццём з аксіду жалеза і нітратам жалеза на паверхні кварцавага пяску з сярэднім геаметрычным памерам 0,49 мм у якасці фільтруючага матэрыялу, каб зрабіць недарагую-простую бытавую прыладу для выдалення мыш'яку для выдалення трох- і пяцівалентнага мыш'яку з падземных вод.
2). Мадыфікаваныя фільтруючыя матэрыялы для ачысткі вады Калі даследаванні мадыфікаваных фільтруючых матэрыялаў для ачысткі сцёкавых вод становяцца ўсё больш і больш шырокімі, таксама пачаліся даследаванні па ачыстцы вады. Чжоу Юэсі і іншыя выявілі, што кварцавы пясок з мадыфікаванай паверхняй можа эфектыўна выдаляць растваральныя ў вадзе фасфаты, а хуткасць выдалення іёнаў цяжкіх металаў, такіх як Cr3+ і Cu2+, перавышае 90%; Маэда і іншыя супрацоўнікі Японіі нанеслі гідраксід жалеза на каралавы камень, каб атрымаць жалезны-каралавы фільтруючы матэрыял, які можа эфектыўна адсарбаваць пяцівалентны мыш'як у вадзе на паверхні жалезнага-каралавага каменя; у пачатку 1990-х гадоў прафесар Бенджамін і члены яго даследчай групы пачалі выкарыстоўваць мадыфікаваныя фільтруючыя матэрыялы ў ачыстцы вады; Стэнкамп і іншыя выкарыстоўвалі мадыфікаваныя фільтруючыя матэрыялы з кварцавага пяску з-жалезным пакрыццём для выпрабаванняў фільтрацыі для выдалення станоўча зараджаных часціц злучэння жалеза і адмоўна зараджаных часціц эмульсіі. Вынікі паказалі, што мадыфікаваны фільтруючы матэрыял пераўзыходзіць арыгінальны кварцавы пясок амаль ва ўсіх тэстах. Мадыфікаваны фільтруючы матэрыял мае характарыстыкі моцнай электрастатычнай адсарбцыйнай здольнасці, кароткага перыяду сталасці і можа паменшыць колькасць каагулянта; Ежы Лу Касік і інш. пакрыты пясок з гідраксідам жалеза і гідраксідам алюмінія для мадыфікацыі фільтруючага матэрыялу для выдалення мікраарганізмаў у вадзе. Вынікі паказалі, што хуткасць выдалення кішачнай палачкі, бактэрый халеры, віруса поліяміеліту 1 і фага MS-2 кішачнай палачкі ў вадзе была вышэй за 99%.