改性石英砂濾料在水處理中的應(yīng)用
公司名稱：鞏義市大千凈化材料有限公司 作者：Admin 發(fā)布時(shí)間：2021/10/14 19:59:22
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改性濾料：
改性濾料即在普通石英砂濾料的表面通過化學(xué)反應(yīng)涂上一層改性劑(通常為金屬氧化物和氫氧化物)，從而改變原濾料顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)，以提高濾料對某些特殊物質(zhì)的吸附能力及增強(qiáng)濾料的截污能力，達(dá)到改善出水水質(zhì)的目的。實(shí)踐表明，改性濾料能充分地發(fā)揮增加濾料的比表面積和強(qiáng)化吸附的能力．從而達(dá)到與水中各類有機(jī)物、細(xì)菌、藻類接觸過程中由表面涂料所產(chǎn)生的強(qiáng)化吸附和氧化凈化功能。改性濾料不但能吸附大分子和膠體有機(jī)物，同時(shí)還可以大量吸附和氧化水中重金屬離子和小分子可溶性有機(jī)物．從而達(dá)到全面改善水質(zhì)的目的。
改性濾料在水處理中的應(yīng)用：
（一）改性濾料去除水中重金屬離子
在用金屬氧化物改性濾料吸附Zn 的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在用氧化鋁涂層砂改性濾料除鋅的實(shí)驗(yàn)中，去除率與pH值密切相關(guān)：當(dāng)出水pH值小于4時(shí)．涂鋁砂的除鋅效果不及石英砂；大于4時(shí)，隨著pH值的增加，鋅去除率增加；大于9時(shí)，除鋅率可達(dá)100％。
用鐵氧化物覆蓋的砂粒柱進(jìn)行了吸附Pb2+、Cd2+、Cu2+和C的吸附實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：對進(jìn)水中溶解態(tài)的重金屬離子Pb、Cd2+、Cu 和Cr3+在pH值為8．5時(shí)幾乎可以全部除去，而一般砂粒的去除率極低；對于絡(luò)合態(tài)的重金屬離子，一般砂粒幾乎沒有去除效果．而鐵氧化物覆蓋的改性砂粒柱在處理40倍的濾床體積的水時(shí)，幾乎可以去除全部的絡(luò)合態(tài)重金屬離子。對顆粒態(tài)的重金屬物質(zhì)，在高水力負(fù)荷條件下．一般砂粒柱和改性砂粒柱對顆粒都有70％的去除率．但該去除率在改性砂粒柱中持久實(shí)現(xiàn)，而在一般砂料中很快降到25％；與一般砂粒柱相比，改性砂粒還可以增加濾床的運(yùn)行時(shí)間，降低沖洗頻率；沖洗時(shí)，先用水反沖，再用酸液(pH值為3)使柱中介質(zhì)再生。
（二）改性濾料去除水中陰離子型有害物質(zhì)
1、改性濾料去除水中的砷
砷是有毒物質(zhì)．有些地表水因受農(nóng)藥、固體廢物、工業(yè)廢水的污染而含有砷；有些地下水因通過富砷地層而受到砷的污染。無機(jī)砷毒性大于有機(jī)砷．三價(jià)砷毒性大于五價(jià)砷，世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中三價(jià)砷含量低于0.01ms。
在用氧化鐵涂層砂改性濾料除砷實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)除砷效果顯著，去除率可以達(dá)到95％以上，且遵循低pH值、高去除率的規(guī)律。用氫氧化鐵改性砂來吸附水中的As和Ass，結(jié)果表明：在吸附劑和砷濃度比例恰當(dāng)及適當(dāng)?shù)膒H值條件下．可以使砷的去除率達(dá)到92％。
2、改性濾料去除水中的硒
SeO32-和SeO42-是Se在水中的主要存在形式，Se過量時(shí)，對人體有害。研究發(fā)現(xiàn)：利用氧化鋁覆蓋的砂粒(AOCS)作為吸附劑，可以有效地除去水中的Se(IV)和Se(VI)。制備時(shí)的pH影響AOCS對Se的吸附，研究發(fā)現(xiàn)pH值為5.98，AOCS對Se(IV)和Se(vI)的去除率最高，量比分別為1.05mg Se(IV)／gAOCS和0．63mg Se(VI)／gAOCS。Se(IV)和Se(VI)的吸附等溫線參數(shù)與吸附時(shí)溶液的pH值有關(guān)，在一定的pH范圍內(nèi)最大吸附量隨pH值上升而下降。在適當(dāng)?shù)膒H值、吸附劑量和吸附時(shí)間條件下，可使Se的去除率接近100％。
3、改性濾料去除水中的氟
高乃云等在用氧化鐵涂層砂改性濾料除氟實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在低pH值條件下(pH值小于5．O)除氟率可達(dá)90％以上，但隨著水的pH值的升高，除氟率有所下降；除氟吸附等溫線屬于典型的Langmuir型。
（三）改性濾料去除水中的有機(jī)物
Chang等利用氧化鐵涂層砂進(jìn)行去除有機(jī)物研究，發(fā)現(xiàn)在酸性條件下，氧化鐵涂層砂可有效的吸附天然有機(jī)物，(NOM)；水中存Ca2+、Mg2+、CI’、SeO2－、和HCO-離子，即使在其濃度很高時(shí)，對其吸附N0M的容量沒有任何影響。
對3種不同的氧化物涂層砂和未涂層砂去除NOM性能進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)研究表明：涂鋁砂和通過高溫制備的涂鐵砂對NOM的去除效果優(yōu)于利用堿性沉淀法制備的涂鐵砂，且3種涂層砂均優(yōu)于未涂層砂；3種不同涂層砂在反沖洗之后的效果與反沖洗之前沒有區(qū)別。
對4種不同的改性濾料去除水中有機(jī)物的效果進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附對比實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明：改性濾料對有機(jī)物的去除效果始終優(yōu)于原濾料．涂鐵砂對有機(jī)物的去除率達(dá)66％。
（四）改性濾料去除水中的微生物
用氫氧化鐵、氫氧化鋁覆蓋砂粒．對濾料進(jìn)行改性。將lkg改性濾料放入柱內(nèi)(體積為0．7L)，對水中的大腸桿菌、霍亂弧菌、脊髓灰質(zhì)炎病毒1、大腸噬菌體MS一2的去除率都在99％以上，在30d試驗(yàn)中處理120L的水，一直保持這～去除效果。通過192L水后，對大腸桿菌、大腸噬菌體MS一2、脊髓灰質(zhì)炎病毒1仍有80％、99．9％、90％的去除率。此外。改性濾料還可以去除原水中的腸形細(xì)菌和大腸噬菌體。在室溫下，所實(shí)驗(yàn)的微生物(如腸形細(xì)菌、大腸噬菌體MS一2、大腸桿菌)的去除率都在99％以上；而普通砂粒對微生物幾乎沒有去除效果。另外，出水中未檢測到與覆蓋物相關(guān)的成份．說明覆蓋物非常穩(wěn)定。
在石英砂上覆蓋AI(OH)3、Fe(OH)3、石灰、8-MnO ，結(jié)果發(fā)現(xiàn)pH值在6．3～9的范圍內(nèi)，A1(OH)3覆蓋的砂粒吸附脊髓灰質(zhì)炎病毒1的效果最好。用AI(OH)覆蓋砂粒作過濾介質(zhì)的吸附柱(體積為0．0063L)進(jìn)行去除脊髓灰質(zhì)炎病毒的實(shí)驗(yàn)，通過0.2L水時(shí)， 病毒去除率為98.9％；處理0.5L水時(shí)，病毒去除率為93.97％。
用A1(0H) 、Fe(OH)3改性的石英砂濾料來去除水中病毒．實(shí)驗(yàn)表明：同時(shí)覆蓋A1(OH)3和Fe(OH)3的濾料在pH值為7時(shí)，脊髓灰質(zhì)炎病毒1的去除率為86％±1％。大腸噬菌體MS一2的去除率達(dá)100％。
（五）改性濾料擊除其他污染物質(zhì)
對改性濾料去除微量苯酚進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：改性濾料對苯酚有一定的吸附作用，且隨pH值的降低而對苯酚的吸附效率逐漸增大，但去除率不高，這表明苯酚在改性濾料表面的吸附遵循配位交換吸附機(jī)理，而預(yù)投高錳酸鉀對改性濾料過濾去除苯酚有明顯的強(qiáng)化作用。
對改性濾料去除藻類進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：雖然改性砂對含藻水的直接過濾效果略好于石英砂。但改性砂對混凝沉淀后含藻水的過濾效果明顯優(yōu)于石英砂．尤其是過濾截留容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通石英砂。研究還發(fā)現(xiàn)，混凝沉淀后含藻水中的殘余鋁對藻類顆粒的去除有促進(jìn)作用。
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