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在常規(guī)水處理工藝中，濾池的過(guò)濾性能在很大程度上取決于濾料顆粒的性質(zhì)。常用的石英砂、無(wú)煙煤等濾料，盡管價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定，但存在著表面帶負(fù)電、比表面積小、空隙率低、表面吸附容量低等缺陷。在載體濾料表面涂上一層鐵的氧化物或氫氧化物，改變?cè)^(guò)濾材料表面性質(zhì)，增強(qiáng)其去除水中有機(jī)物、氨氮和重金屬等物質(zhì)的能力，提高出水水質(zhì)。

豫和水處理本論文以石英砂為載體，氯化鐵為改性劑，采用反復(fù)沉積法制備氧化鐵改性石英砂濾料。通過(guò)靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)過(guò)濾的試驗(yàn)方法研究了改性石英砂對(duì)水中有機(jī)物、氨氮和Cr(Ⅵ)的去除，并探討其吸附機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明：

(1)改變改性條件制備的改性石英砂濾料在微污染水中經(jīng)過(guò)3 h的振蕩吸附后，通過(guò)測(cè)定微污染水中的COD去除率，來(lái)確定最佳改性條件，即pH值、改性劑濃度、焙燒時(shí)間及涂層次數(shù)。通過(guò)試驗(yàn)得到pH值為7，改性劑濃度為2 mol/L，焙燒時(shí)間為24 h，涂層次數(shù)為3次時(shí)所制備的改性石英砂濾料對(duì)有機(jī)物的去除率最高。

(2)采用靜態(tài)吸附的試驗(yàn)方法研究了涂鐵石英砂濾料對(duì)水中有機(jī)物、氨氮、Cr(Ⅵ)的去除，改性石英砂對(duì)有機(jī)物和六價(jià)鉻吸附模型符合Langmuir吸附模型，改性石英砂對(duì)氨氮的靜態(tài)吸附模型為更符合 Freundlich模式。并考察了pH值、Cr(Ⅵ)濃度、Al(Ⅲ)金屬陽(yáng)離子等因素對(duì)Cr(Ⅵ)吸附的影響，同時(shí)測(cè)定濾料表面電位。

(3)金屬氧化物改性濾料去除三種污染物的主要機(jī)理，有以下四個(gè)：(1)可能增大比表面積，從而增大吸附量;(2)提高了濾料的等電點(diǎn)，應(yīng)用電荷相互吸引原理去除;(3)與金屬離子相結(jié)合的羥基與受污染水中的有機(jī)物陰離子發(fā)生交換;(4)濾料表面的吸附位點(diǎn)的增加。(4) 用濾柱進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)濾試驗(yàn)，首先在相同的試驗(yàn)條件下比較了改性石英砂和石英砂的過(guò)濾性能，結(jié)果表明，改性石英砂對(duì)有機(jī)物、氨氮、Cr(Ⅵ)的去除效果 都好于普通石英砂，在過(guò)濾期間，改性石英砂濾料的表面電位一直高于普通石英砂的表面電位。然后在不同的pH、濾速、濾層厚度下對(duì)濾料的過(guò)濾性能做了正交試 驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH=4.74，濾速為2.5 m/h、濾層厚度為90 cm時(shí)，改性石英砂的綜合過(guò)濾性能比較好。