1. Құм және қиыршық тас, кварц құмы сүзгі ортасы
1). Бір қабатты сүзгі ортасы 1829 жылы Лондондағы (Англия) Chelsea Water Supply Company нақты өндіріс үшін бірінші баяу сүзгі ыдысын салды. Баяу сүзгі резервуарының жұмысы кезінде судағы ілінген қоспалар сүзгі мембранасында жинала береді, сүзу кедергісін арттырады және сүзу жылдамдығын біртіндеп төмендетеді. Сондықтан 2-3 ай жұмыс істегеннен кейін оны қайта қалпына келтіріп, іске қосу керек. 1885 жылы американдықтар жылдам сүзгі ыдысын ойлап тапты және 1909 жылы бірінші жылдам сүзгі резервуарын салды, ол баяу сүзгі резервуарының ақауларын жақсартты және сүзу жылдамдығын айтарлықтай арттырды. Бұл кезде сүзу бір қабатты сүзу болып табылады, ал сүзгі ортасы құм мен қиыршық тас, кварц құмы және т.б.
2). Көпқабатты сүзгі ортасы Фильтрлеу технологиясының үздіксіз жетілдірілуімен отандық және шетелдік зерттеушілер көпқабатты сүзгі ортасын фильтрлеуді дәйекті түрде ұсынды. Қолданбаларда ең жиі қолданылатын көп қабатты сүзгі құралдары екі-қабатты сүзгі тасушы және үш-қабатты сүзгі медиасы болып табылады. 1940 жылы Америка Құрама Штаттары алғаш рет екі қабатты сүзгі ыдысын жасады. Бұл сүзгіде үстіңгі қабатта тығыздығы төмен және үлкен бөлшектері бар жеңіл сүзгі материалы, ал төменгі қабатта тығыздығы жоғары және ұсақ бөлшектері бар ауыр сүзгі материалы қолданылады. Жұмыс деректері екі қабатты сүзгі материалының ластануды ұстап тұру қабілеті дәстүрлі бір қабатты сүзгі материалынан екі есе, ал сүзу жылдамдығы 0,5 еседен астам жоғарылағанын көрсетеді. Үш қабатты сүзгі материалы технологиясы бойынша зерттеулер 1960 жылдары басталды, әдетте сүзгі материалдары ретінде көмір, құм және гранат қолданылады. Бұл сүзгі ыдысының бастапқы сүзу кезіндегі сүзу жылдамдығы бір қабатты жылдам сүзгі-багынан 3 есе және көмір-қос-қабатты сүзгі ыдысынан 2 есе жоғары болуы мүмкін.
Соңғы жылдары отандық зерттеушілер сүзгі материалында да тиісті жақсартулар жасады, және кең таралғаны - белсендірілген көмір мен кварц құмының комбинациясы. Цинхуа университетінен келген Чжан Шэн және басқалары белсендірілген көмір-кварц құмы-қабатты терең қабат сүзгісі арқылы жоғары-балдырлы су көздеріндегі суды өңдеуді зерттеді. Нәтижелер белсендірілген көмір{5}}кварцты құмды қос қабатты терең қабат сүзгісінің біріктірілген флотациялық фильтрациясы бар жалпы балдырларды кетіру жылдамдығы 95,1%, хлорофилді кетіру жылдамдығы 92,2%, шығыстағы лайлануды кетіру жылдамдығы 54,3%, оксигенді кетіру жылдамдығы 63% құрайтынын көрсетті. хроматитті жою жылдамдығы 86.4%.
3). Біртекті сүзгі ортасы Осы сүзгі материалы арқылы жасалған сүзгі қабаты жоғарыдан төменге қарай әрбір бөлікте үлкен, орташа және кіші бөлшектер өлшемдеріне ие және олардың сәйкес мөлшері тең немесе жақын. Сүзгі қабатының жоғарғы және төменгі бағыттарындағы сүзгі ортасының бос қатынасы бірдей, сондықтан сүзгі қабатының суының ағыс күйі де бірдей болады. Біртекті сүзгі құралдары бетінің бітелуін жақсы жеңе алады, ал флоктар көбірек суды және жақсы су сапасын сүзу әсеріне жету үшін сүзгі қабатына терең енеді.
2. Керамикалық түйіршік сүзгі ортасы
Керамзиттің ашылуын 1885 жылдан бастауға болады, бірақ оны іс жүзінде 1918 жылы SJHayde әзірлеген. Менің елім керамзит өндірісі мен қолданылуын 1950 жылдардың басында зерттей бастады. Керамзит өнеркәсіптік қалдықтардың қалдықтарынан, қалдықтардан немесе лақтырылған минералды шикізаттан және төменгі тақтатастардан жасалған. Керамзит ішіндегі микрокеуектер кеуекті болып табылады, бұл керамзиттің шағын көлемді тығыздық, жоғары беріктік және химиялық коррозияға төзімділік сипаттамаларына ие етеді. Керамзитті сүзгі материалының меншікті бетінің ауданы кварц құмы сүзгі материалынан 6-8 есе, ал кеуектілігі кварц құмынан 1,7-2,2 есе.
Соңғы жылдары керамзит ағынды суларды тазарту әсері жақсы, ағынды суларды биологиялық тазарту толтырғышы ретінде кеңінен қолданылды және аммиак азотын кетіру жылдамдығы 90% -дан астамға жетуі мүмкін. Като және т.б. тамақ ағынды суларын тазарту үшін кеуекті керамикалық толтырғыштарды пайдаланды. Гидравликалық ұстау уақыты 30,17 сағ болған кезде, КОҚ жоюдың орташа жылдамдығы 87%-дан асты. Қазіргі уақытта отандық және шетелдік зерттеушілер кәдімгі керамзит негізінде ферментативті керамзит, сфералық жеңіл керамзит және нано{7}}модификацияланған керамзит сияқты жаңа керамзитті сүзгі материалдарын әзірледі. Ферменттік керамзит емдеу әсерін күшейту үшін негізінен ферменттердің каталитикалық әсерін пайдаланады; сфералық жеңіл керамзит бетінің кедір-бұдыры, орташа тығыздығы, жоғары беріктігі және үйкеліске төзімділігінің артықшылықтарына ие; нано-түрлендірілген керамзит сүзгі материалын өзгерту үшін нанотехнологияны пайдаланады. Сүзгі материалының бетінде нанобөлшектері бар, бұл оның өңдеу қабілетін күшейтеді.
3. Модификацияланған сүзгі материалы
Кварц құмы, керамзит және антрацит сияқты жиі қолданылатын сүзгі материалдарының шектеулі үлестік ауданын, бейтарап жағдайларда бетіндегі теріс зарядты немесе үнемді еместігін ескере отырып, зерттеушілер ауқымды зерттеулердің өзекті тақырыбына айналған модификацияланған сүзгі материалдарын әзірледі. Модификацияланған сүзгі материалы физикалық және химиялық реакциялар арқылы тасымалдаушы сүзгі материалының бетіне модификатор қабатын жабу болып табылады, осылайша бастапқы сүзгі материалы бөлшектерінің бетінің физикалық және химиялық қасиеттерін өзгертеді, бұл сүзгі материалының ластануды және оның белгілі бір арнайы заттар үшін адсорбциялық қабілетін жақсартуға және ағынды сулардың сапасын жақсартуға мүмкіндік береді. Тәжірибе көрсеткендей, модификацияланған сүзгі материалдары сүзгі материалының меншікті бетінің ауданын ұлғайтуға және оның адсорбциялық қабілетін арттыруға мүмкіндік береді, осылайша беттік жабыннан пайда болатын күшейтілген адсорбция және тотығуды тазарту функциялары судағы әртүрлі органикалық заттармен, бактериялармен және балдырлармен байланыс процесінде толығымен пайдаланылуы мүмкін. Модификацияланған фильтрлі орталар макромолекулалар мен коллоидты органикалық заттарды сіңіріп қана қоймай, сонымен қатар судағы ауыр металл иондары мен шағын молекулалық еритін органикалық заттарды көп мөлшерде сіңіріп, тотықтырып, сол арқылы судың сапасын жан-жақты жақсарту мақсатына қол жеткізе алады.
1). Ағынды суларды тазартуға арналған модификацияланған сүзгі ортасы Сяньян судағы органикалық ластаушы заттарды сіңіру үшін модификацияланған монтмориллонит пен сепиолитті пайдаланады. Судың құрамында темір, хром, марганец, мыс және платина сияқты кейбір өтпелі металдар болса, өтпелі металдардың бос орбиталары органикалық заттардағы кейбір атомдардың немесе функционалдық топтардың жалғыз жұп электрондарын тартатыны анықталды, бұл органикалық заттардың құрылымын өзгертеді, бұл кейбір күрделі органикалық заттардың химиялық байланыстарын өте оңай бұзуға мүмкіндік береді. органикалық заттарды ыдыратады. Профессор Гао Найюн органикалық заттар мен лайлануды кетіру үшін кварц құмын өзгерту үшін глиноземді жабынды қолданды және ағынды судағы TOC және CODMn көрсеткіштері жабын жабылмаған құмға қарағанда жақсырақ екенін көрсетті. Бұл бағыттағы шетелдік зерттеулер ертерек басталды. 1989 жылы Джибан К.Сатпати орташа геометриялық өлшемі 0,7 мм електен өткізілген кварц құмының бетін темір нитратымен қаптады. Оның бетінің ауданы 40 есеге жуық ұлғайғаны анықталды, бұл кадмий, хром және цианидті кадмий және хромдалған ағынды сулардан тиімді түрде тазартуға мүмкіндік береді. 1996 жылы Үнді Технологиялық Институтының қызметкері Арун Джоши және басқалары жер асты суларынан үш және бес валентті мышьякты кетіру үшін арзан, қарапайым тұрмыстық мышьяк кетіру құрылғысын жасау үшін сүзгі материалы ретінде орташа геометриялық өлшемі 0,49 мм кварц құмының бетіне темір нитраты бар темір тотығымен қапталған құмды пайдаланды.
2). Суды тазартуға арналған модификацияланған сүзгі ортасы Ағынды суларды тазартуға арналған модификацияланған сүзгі құралдарын зерттеу барған сайын кеңейе түскен кезде, суды тазарту бойынша зерттеулер де басталды. Чжоу Юэкси және басқалар беті модификацияланған кварц құмының судағы еритін фосфаттарды тиімді кетіре алатындығын және Cr3+ және Cu2+ сияқты ауыр метал иондарын жою жылдамдығы 90%-дан жоғары екенін анықтады; Маэда және Жапониядағы басқалар темір судағы бес валентті мышьякты темір-маржан тасының бетіне тиімді сіңіре алатын темір{6}}маржан тас сүзгі материалын алу үшін маржан тасты темір гидроксидімен қаптады; 1990 жылдардың басында профессор Бенджамин және оның зерттеу тобының мүшелері суды тазартуда модификацияланған сүзгі материалдарын пайдалана бастады; Стенкамп және басқалары оң зарядталған темір қосылыс бөлшектерін және теріс зарядталған эмульсия бөлшектерін жою үшін сүзу сынақтары үшін темірмен қапталған модификацияланған кварц құмы сүзгі материалдарын пайдаланды. Нәтижелер модификацияланған сүзгі материалының барлық дерлік сынақтарда бастапқы кварц құмынан жоғары екенін көрсетті. Модификацияланған сүзгі материалы күшті электростатикалық адсорбциялық қабілетінің сипаттамаларына ие, қысқа өтеу мерзімі және коагулянт мөлшерін азайта алады; Йерзи Лу Касик және т.б. судағы микроорганизмдерді жою үшін сүзгі материалын өзгерту үшін темір гидроксиді мен алюминий гидроксидімен жабылған құм. Нәтижелер судағы ішек таяқшасы, тырысқақ бактериялары, полиомиелит вирусы 1 және ішек таяқшасы MS-2 фагының жойылу көрсеткіштерінің барлығы 99%-дан жоғары екенін көрсетті.