核桃壳滤料的应用和特点

      目前我国各大油田的采油废水处理中，以核桃壳过滤工艺应用广泛，成为油田污水过滤处理技术发展的一种趋势。果壳滤料（核桃滤料）与石英砂滤料过滤比较，核桃壳滤料过滤有更为突出的优点：吸附截污能力强，亲水性好，抗油浸；密度略大于水，反冲洗容易。核桃壳滤料密度较石英砂滤料轻，对过滤罐进行反冲洗时，不仅能冲洗掉滤层表面上的油污及杂质，而且核桃壳过滤罐的搅拌机构还能让滤料通过反洗时的搅拌、翻动使滤料内层的油污及杂质翻移到滤层表面而随水冲出，滤料清洗更彻底。近几年来，人们对油田含油污水核桃壳过滤反洗再生方面进行了大量的研究，但对过滤机理研究很少，特别是核桃壳滤料粒径对过滤的影响方面研究几乎为空白，在粒径的选择上存在一些明显误区。

      事实上，滤料粒径对过滤的影响，对过滤工艺的发展以及在实际工程中合理选择过滤的方式，有着非常重要的意义。较小核桃壳滤料粒径对保证滤后水质有利，但可能导致水流剪力、水头损失增长过快，滤层的纳污量低，过滤周期短，滤速低，产水量小等问题。而粒径大，则难以保证过滤水质。一般石英砂过滤采用均质滤料，均质滤料不同于均粒滤料。当石英砂新装入时，这种滤层称为均质滤层，滤料则称为均质滤料，这就是说，均质滤料并不要求所有的滤料粒径相同，而是要求整个滤料层自上而下的组成条件都相同，满足均质滤料反冲洗时不出现水力分级现象。由于核桃壳在反洗再生时，必须通过水力反冲和机械搅拌使滤床充分流态化，这种再生反洗方式容易出现水力分级现象。为避免这种情况，核桃壳滤料尽可能选择单一粒径，而不是同石英砂一样满足均质滤料就可以。总之，在核桃壳过滤中，对粒径的选择不能停留在原有认识上，应该引起人们的重视。核桃壳滤料颗粒是球形的，大小都一样，此时清洁滤层的孔隙率只与滤料颗粒的排列方式有关，而与滤料的粒径无关，也就是说，对于不同粒径滤料的滤层，清洁滤层的孔隙率都相差不大，如石英砂滤料滤层的孔隙率一般在42%左右。实际滤层的滤料是由大小不同的颗粒组成的，并且也不是严格球形的，尽管如此，实际工程中使用的滤床，其滤层的孔隙率也基本在42%左右。实际滤层的滤料是由大小不同的颗粒组成的，粒状滤料滤层滤料颗粒的大小对滤层孔隙率的影响是不大的。从保证滤后水质的角度出发较小的滤料粒径是有利的。但滤料粒径较小，对提高滤速、延长过滤周期、提高滤层的产水量、减缓水头损失的增长都是不利的。因此尽管目前均质大粒径滤料过滤受到关注，但小粒径滤料有它的优点，不能无条件地强调使用大粒径滤料。选择滤料粒径的原则是在保证水质的条件下，尽量选择较大粒径的滤料。采用较大粒径的滤料可能出现滤后水质问题，可以采取适当增加滤层厚度的办法来弥补。就滤层从上至下滤料粒径大小的分布而方，滤料粒径沿水流方向由大趋小比较好，滤料粒径的这种分布是有它的优势所在。这样做有利于悬浮颗粒进入滤层的较深处，并且，由于大部分悬浮颗粒被截留在上部孔隙尺寸比较大的滤层，有利于减缓水头损失的增长。此外较小粒径的滤料分布在下层，也有利于保证滤后水质。就滤料的均匀性而方，当所采用的滤料粒径比较小时，过分强调粒径的均匀意义不是很大。因为这种滤料在反冲时，表层的滤料粒径小，过滤时，所选择的滤料平均粒径越小，不均匀系数可以越大，所选择的滤料平均粒径越大，不均匀系数要越小。滤层的厚度与滤料的粒径关系很大。一般滤料粒径越大，由于单位厚度的滤料与悬浮颗粒接触的次数可能越小，要求滤层的厚度就越大。滤料粒径越小，滤层的厚度可以越小。从理论上讲，采用较大粒径的滤料，可以采取增加滤层厚度的方法来保证滤后水质，但滤料粒径过大，含污层过深，反冲洗困难，并且造成滤罐高度超高，没有多大的实际意义。目前较大粒径的均匀滤料粒径大多在0.8~1.2mm之间。不均匀系数k80在1.1~1.3之间。