四川改性石英砂在水处理中的应用

   在常规水处理工艺中，滤池的过滤性能在很大程度上取决于滤料颗粒的性质。常用的石英砂、无烟煤等滤料，尽管价格便宜、性能稳定，但存在着表面带负电、比表面积小、空隙率低、表面吸附容量低等缺陷。在载体滤料表面涂上一层铁的氧化物或氢氧化物，改变原过滤材料表面性质，增强其去除水中有机物、氨氮和重金属等物质的能力，提高出水水质。
本论文以石英砂为载体，氯化铁为改性剂，采用反复沉积法制备氧化铁改性石英砂滤料。通过静态吸附和动态过滤的试验方法研究了改性石英砂对水中有机物、氨氮和Cr（Ⅵ）的去除，并探讨其吸附机理。试验结果表明：

（1）改变改性条件制备的改性石英砂滤料在微污染水中经过3h的振荡吸附后，通过测定微污染水中的COD去除率，来确定改性条件，即pH值、改性剂浓度、焙烧时间及涂层次数。通过试验得到pH值为7，改性剂浓度为2mol/L，焙烧时间为24h，涂层次数为3次时所制备的改性石英砂滤料对有机物的去除率最高。

（2）采用静态吸附的试验方法研究了涂铁石英砂滤料对水中有机物、氨氮、Cr（Ⅵ）的去除，改性石英砂对有机物和六价铬吸附模型符合Langmuir吸附模型，改性石英砂对氨氮的静态吸附模型为更符合Freundlich模式。并考察了pH值、Cr（Ⅵ）浓度、Al（Ⅲ）金属阳离子等因素对Cr（Ⅵ）吸附的影响，同时测定滤料表面电位。
（3）用滤柱进行动态过滤试验，首先在相同的试验条件下比较了改性石英砂和石英砂的过滤性能，结果表明，改性石英砂对有机物、氨氮、Cr（Ⅵ）的去除效果都好于普通石英砂，在过滤期间，改性石英砂滤料的表面电位一直高于普通石英砂的表面电位。然后在不同的pH、滤速、滤层厚度下对滤料的过滤性能做了正交试验。研究发现，当pH=4。74，滤速为2。5m/h、滤层厚度为90cm时，改性石英砂的综合过滤性能比较好。
（4）金属氧化物改性滤料去除三种污染物的主要机理，有以下四个：（1）可能增大比表面积，从而增大吸附量；（2）提高了滤料的等电点，应用电荷相互吸引原理去除；（3）与金属离子相结合的羟基与受污染水中的有机物阴离子发生交换；（4）滤料表面的吸附位点的增加。