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陶瓷滤料表面改性及其预处理微污染水的试验研究

陈义春

   随着水源污染的日益加剧,传统的水处理工艺难以达到国家饮用水的卫生标准,开发新的水处理技术势在必行。在载体滤料表面涂上一层铁的氧化物或氢氧化物,将改善原滤料表面性质,提高其去除有机物等杂质的目的。 本试验用山铝的赤泥制作的陶瓷滤料为载体,以硝酸铁为改性剂,采用高温加热制备法制备氧化铁/山铝改性陶瓷滤料。改变改性条件制备的改性陶瓷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COD的去除率,来确定最佳改性条件,即pH值、改性剂浓度、焙烧温度及涂层次数。通过试验得到pH值为7,硝酸铁浓度为2mol/L,焙烧温度为550℃,涂层次数为4次时所制备的改性陶瓷滤料对有机物的去除率最高。通过与普通滤料进行的对照试验,发现其对COD的去除率提高了6~8倍。 经测定,改性后陶瓷滤料的比表面积是原陶瓷滤料的4.987倍。x射线衍射结果表明改性陶瓷滤料表面氧化铁膜有α-Fe_2O_3与α-FeOOH晶体物质形态存在,有助于对水中有机物质的吸附去除;用扫描电子显微镜观察改性陶瓷滤料的表面形态,发现氧化铁膜经过高温的烧结已经附在了普通陶瓷滤料的表面,呈细小的颗粒状态,整齐均匀并且厚实,这非常有利于提高陶瓷滤料的吸附性能。 用模型滤柱进行直接过滤试验表明,改性陶瓷滤料在5m/h、10m/h和15m/h的情况下,对浊度均有很好的去除效果;随着滤速的增大,改性陶瓷滤料去除有机物的效果越差;另外,改性陶瓷滤料对总氮的去除效果不明显,但对总磷有较好的去除效果。 最后分析了金属氧化物改性滤料去除污染物的主要机理,有以下四个:(1)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微污染水源中的有机物阴离子发生交换;(4)滤料表面的吸收位点的增加(增加了微孔和中孔)。……   
[关键词]:陶瓷滤料;表面改性;氧化铁;微污染水;过滤
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2007年