1. Mchanga na changarawe, vyombo vya habari vya chujio cha mchanga wa quartz
1). Kichujio cha safu-kimoja mwaka wa 1829, Kampuni ya Ugavi wa Maji ya Chelsea huko London, Uingereza, ilijenga tanki la kwanza la chujio la polepole kwa uzalishaji halisi. Wakati wa uendeshaji wa tank ya chujio cha polepole, uchafu uliosimamishwa ndani ya maji unaendelea kujilimbikiza kwenye membrane ya chujio, na kuongeza upinzani wa filtration na kupunguza hatua kwa hatua kiwango cha filtration. Kwa hiyo, baada ya miezi 2 hadi 3 ya operesheni, inahitaji kufanywa upya na kurejesha kazi. Mnamo 1885, Wamarekani waligundua tanki ya chujio ya haraka na kujenga tanki ya kwanza ya chujio cha haraka mnamo 1909, ambayo iliboresha kasoro za tank ya chujio polepole na kuongeza kasi ya kuchuja. Kwa wakati huu, uchujaji ni uchujaji wa-safu moja, na midia ya kichujio ni mchanga na changarawe, mchanga wa quartz, n.k.
2). Midia ya-ya safu nyingi za vichujio Kwa uboreshaji unaoendelea wa teknolojia ya kuchuja, watafiti wa ndani na nje wamependekeza mfululizo-uchujaji wa midia ya safu nyingi. Midia ya kichujio cha tabaka nyingi-kinachotumika zaidi katika programu ni-midia ya kichujio cha safu na-midia ya kichujio cha safu tatu. Mnamo 1940, Marekani ilitengeneza tanki{10}}za safu mbili za kichujio. Kichujio hiki hutumia nyenzo ya kichujio chepesi chenye msongamano wa chini na saizi kubwa ya chembe kwenye safu ya juu, na nyenzo nzito ya kichujio chenye msongamano mkubwa na saizi ndogo ya chembe kwenye safu ya chini. Data ya uendeshaji inaonyesha kwamba uwezo wa kushikilia uchafuzi wa nyenzo-za safu mbili za kichujio ni mara mbili ya nyenzo za kichujio cha safu moja ya kawaida, na kiwango cha uchujaji huongezeka kwa zaidi ya mara 0.5. Utafiti kuhusu{17}}teknolojia ya nyenzo za vichujio vya tabaka tatu ulianza miaka ya 1960, kwa kawaida ukitumia makaa ya mawe, mchanga, na garnet kama nyenzo za chujio. Kiwango cha kuchujwa kwa tanki hili la kichujio wakati wa uchujaji wa awali kinaweza kuwa mara 3 zaidi ya tangi moja-ya safu ya chujio cha haraka na mara 2 ya tanki-ya safu mbili ya makaa ya mawe{24}}ya safu ya chujio cha mchanga.
Katika miaka ya hivi karibuni, watafiti wa ndani pia wamefanya maboresho yanayolingana katika nyenzo za chujio, na moja ya kawaida ni mchanganyiko wa kaboni iliyoamilishwa na mchanga wa quartz. Zhang Sheng na wengine kutoka Chuo Kikuu cha Tsinghua walisoma matibabu ya-mwani wa chanzo cha maji kwa kutumia kaboni iliyoamilishwa{2}}mchanga wa quartz maradufu{3}}kichujio cha tabaka la kina kirefu. Matokeo yalionyesha kuwa kaboni iliyoamilishwa-kichujio cha mchanga wa quartz mara mbili-safu na uchujaji jumuishi wa kuelea kilikuwa na kiwango cha uondoaji mwani cha 95.1%, kiwango cha uondoaji wa klorofili cha 92.2%, kiwango cha uondoaji wa tope cha 54.3%, kiwango cha uondoaji wa oksijeni cha 63ch 63ch. ya 86.4%.
3). Vyombo vya kichujio vya homogeneous Kitanda cha chujio kinachoundwa na vyombo vya habari vya chujio kina ukubwa wa chembe kubwa, za kati na ndogo katika kila sehemu kutoka juu hadi chini, na kiasi chao ni sawa au karibu. Uwiano wa utupu wa vyombo vya habari vya chujio katika maelekezo ya juu na ya chini ya kitanda cha chujio ni sawa, ili hali ya mtiririko wa maji ya kitanda cha chujio pia ni sawa. Midia ya kichujio chenye uwiano sawa inaweza kushinda vyema kuziba kwa uso, na flocs hupenya ndani kabisa ya kitanda cha chujio ili kufikia athari ya kuchuja maji zaidi na ubora mzuri wa maji.
2. Vyombo vya habari vya chujio vya granule ya kauri
Ugunduzi wa ceramsite unaweza kupatikana nyuma hadi 1885, lakini kwa kweli ulianzishwa na SJHayde mnamo 1918. nchi yangu ilianza kusoma utengenezaji na utumiaji wa ceramsite mapema miaka ya 1950. Ceramsite imetengenezwa kwa mabaki ya taka za viwandani, taka au malighafi ya madini iliyotupwa na shale duni. Micropores ndani ya ceramsite ni porous, ambayo inafanya ceramsite kuwa na sifa za wiani mdogo wa wingi, nguvu za juu na upinzani wa kutu wa kemikali. Sehemu maalum ya uso wa nyenzo za chujio cha ceramsite ni mara 6 hadi 8 ya nyenzo za chujio cha mchanga wa quartz, na porosity ni mara 1.7 hadi 2.2 ya mchanga wa quartz.
Katika miaka ya hivi karibuni, ceramsite imekuwa ikitumika sana kama kichungio cha matibabu ya kibaolojia kwa maji machafu, na athari nzuri ya matibabu ya maji machafu, na kiwango cha uondoaji wa nitrojeni ya amonia kinaweza kufikia zaidi ya 90%. Kato et al. kutumika vichungi vya kauri vya porous kutibu maji machafu ya chakula. Wakati muda wa kuhifadhi majimaji ulikuwa 30.17h, kiwango cha wastani cha kuondoa COD kilizidi 87%. Kwa sasa, watafiti wa ndani na nje wameunda vichujio vipya vya ceramsite kama vile enzymatic ceramsite, ceramsite spherical lightweight, na nano{7}}ceramsite iliyorekebishwa kulingana na ceramsite ya kawaida. Ceramsite ya enzymatic hutumia athari ya kichocheo ya enzymes ili kuongeza athari ya matibabu; ceramsite spherical lightweight ina faida ya uso mbaya, msongamano wastani, nguvu ya juu, na upinzani msuguano; nano-ceramsite iliyorekebishwa hutumia nanoteknolojia kurekebisha nyenzo za kichujio. Uso wa nyenzo za chujio una nanoparticles, ambayo inafanya kuwa na uwezo wa matibabu wenye nguvu.
3. Nyenzo za chujio zilizobadilishwa
Kwa kuzingatia eneo mahususi lenye vichungi vinavyotumika sana kama vile mchanga wa quartz, ceramsite na anthracite, chaji hasi kwenye uso chini ya hali zisizoegemea upande wowote au isiyo ya kiuchumi, watafiti wameunda nyenzo za kichujio zilizorekebishwa, ambazo zimekuwa mada kuu kwa utafiti wa kina. Nyenzo ya kichujio iliyorekebishwa ni kufunika safu ya kirekebishaji kwenye uso wa nyenzo za kichujio kwa njia ya athari za kimwili na kemikali, na hivyo kubadilisha tabia ya kimwili na kemikali ya uso wa chembe za nyenzo za chujio, ambayo inaweza kuboresha uwezo wa nyenzo za chujio kuzuia uchafuzi wa mazingira na uwezo wake wa adsorption kwa dutu fulani maalum, na kuboresha ubora wa maji machafu. Mazoezi yameonyesha kuwa nyenzo za chujio zilizorekebishwa zinaweza kuongeza eneo maalum la uso wa nyenzo za chujio na kuongeza uwezo wake wa utangazaji, ili kazi iliyoimarishwa ya utangazaji na utakaso wa oxidation inayotokana na mipako ya uso inaweza kutumika kikamilifu katika mchakato wa kuwasiliana na viumbe hai mbalimbali, bakteria, na mwani katika maji. Vyombo vya habari vilivyobadilishwa vya chujio haviwezi tu kutangaza macromolecules na vitu vya kikaboni vya colloidal, lakini pia kutangaza na kuoksidisha kiasi kikubwa cha ioni za metali nzito na vitu vidogo vya kikaboni vinavyoweza kuyeyuka katika maji, na hivyo kufikia madhumuni ya kuboresha ubora wa maji kwa kina.
1). Kichujio kilichorekebishwa kwa matibabu ya maji taka Xiangyang hutumia montmorillonite iliyorekebishwa na sepiolite kumeza uchafuzi wa kikaboni kwenye maji. Imegundulika kuwa maji yanapo baadhi ya metali za mpito kama vile chuma, chromium, manganese, shaba na platinamu, njia tupu za metali za mpito huvutia jozi pekee za elektroni za baadhi ya atomi au vikundi vinavyofanya kazi katika maada ya kikaboni, ambayo hubadilisha muundo wa mabaki ya viumbe hai, na kuifanya iwe rahisi sana kuvunja vifungo vya kemikali vya baadhi ya viumbe hai{3} na hivyo kuoza kabisa vitu vya kikaboni. Profesa Gao Naiyun alitumia mipako ya aluminiumoxid kurekebisha mchanga wa quartz ili kuondoa mabaki ya viumbe hai na tope, na akagundua kuwa viashiria vya TOC na CODMn kwenye uchafu vilionyesha kuwa mipako hiyo ilikuwa bora zaidi kuliko mchanga usiofunikwa. Utafiti wa kigeni katika eneo hili ulianza mapema. Mnamo 1989, Jiban K.Satpathy alipaka uso wa mchanga wa quartz uliochujwa na ukubwa wa kijiometri wa wastani wa 0.7mm na nitrati ya chuma. Ilibainika kuwa eneo lake la uso liliongezeka kwa karibu mara 40, ambayo inaweza kuondoa cadmium, chromium na sianidi kwa ufanisi kutoka kwa maji machafu ya cadmium na chromium. Mnamo 1996, Arun Joshi na wengine kutoka Taasisi ya Teknolojia ya India walitumia mchanga wa oksidi ya chuma uliopakwa na nitrati ya chuma iliyopakwa juu ya uso wa mchanga wa quartz na ukubwa wa kijiometri wa wastani wa 0.49mm kama nyenzo ya chujio ili kutengeneza{16}}kifaa rahisi cha nyumbani cha kuondoa arseniki ili kuondoa arseniki ndogo na pentavalent kutoka chini ya ardhi.
2). Vyombo vya kuchuja vilivyoboreshwa kwa ajili ya kutibu maji Wakati utafiti juu ya vyombo vya habari vya chujio vilivyorekebishwa kwa ajili ya matibabu ya maji taka unazidi kuwa wa kina, utafiti juu ya matibabu ya maji pia umeanza. Zhou Yuexi na wengine waligundua kuwa mchanga wa quartz uliobadilishwa uso unaweza kuondoa fosfeti mumunyifu katika maji, na kiwango cha uondoaji wa ayoni za metali nzito kama vile Cr3+ na Cu2+ ni zaidi ya 90%; Maeda na wengine nchini Japani walipaka hidroksidi ya feri kwenye mawe ya matumbawe ili kupata chuma-nyenzo ya chujio ya mawe ya matumbawe, ambayo inaweza kufyonza kwa ufanisi aseniki pentavalent katika maji hadi uso wa chuma-mawe ya matumbawe; mwanzoni mwa miaka ya 1990, Profesa Benjamin na washiriki wa timu yake ya utafiti walianza kutumia vifaa vya chujio vilivyorekebishwa katika kutibu maji; Stenkamp na wengine walitumia chuma-vifaa vya chujio vya mchanga vya quartz vilivyowekwa kwa ajili ya majaribio ya kuchuja ili kuondoa chembe za mchanganyiko wa chuma zilizochajiwa vyema na chembe za emulsion zilizo na chaji hasi. Matokeo yalionyesha kuwa nyenzo ya kichujio iliyorekebishwa ilikuwa bora kuliko mchanga wa asili wa quartz katika karibu majaribio yote. Nyenzo iliyorekebishwa ya chujio ina sifa ya uwezo mkubwa wa utangazaji wa umemetuamo, muda mfupi wa ukomavu, na inaweza kupunguza kiasi cha coagulant; Jerzy Lu Kasik et al. mchanga uliofunikwa na hidroksidi ya chuma na hidroksidi ya alumini ili kurekebisha nyenzo za chujio ili kuondoa microorganisms katika maji. Matokeo yalionyesha kuwa viwango vya uondoaji wa Escherichia coli, bakteria ya kipindupindu, virusi vya polio 1, na Escherichia coli phage MS-2 katika maji vyote vilikuwa zaidi ya 99%.