各类改性滤料的制备与应用

各类改性滤料的制备与应用第1页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三1、概述2、硅烷偶联剂改性石英砂3、石英砂/锰砂混层滤料

text4、多孔富铁填料text目录Backtoschool2第2页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Chapter1常规水处理工艺主要是以去除水中的悬浮物、胶体物质、细菌为主，去除有机污染物的效率很低。过滤是常规水处理工艺中控制出水水质的关键工序，滤料是过滤效果好坏的主要因素。概述3第3页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

概述由于滤料本身比表面积小、表面吸附容量低等局限性，对有机污染物的去除效果并不明显。通过物理化学的方法对滤料进行改性，可以提高滤料去除有机污染物的能力，并筛选出一种去除有机污染物效果最好的改性滤料，为改性滤料的推广应用提供参考依据。4第4页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三概述目前，一般水处理厂过滤使用的滤料大多为普通石英砂滤料，也有少部分水厂采用陶粒滤料、无烟煤滤料等。但由于这些滤料本身的局限性，如其比表面积有限、中性pH条件下表面带负电荷或不经济性，人们开始设法寻找既经济，过滤效果又好的滤料，改性滤料即是其中一种。通过改善滤料表面性质，使过滤效果大大提高，出水水质得到较大改善。随着工农业生产的发展，水体遭受微量有毒有害物质的污染越来越严重和普遍，在常规处理工艺的水处理厂，不增加任何药剂，利用涂层改性滤料可以去除许多种微量有毒有害污染物质。因此，改性滤料在给水处理中被广泛关注，也成为国内外水处理工作者研究的热门课题。第5页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Chapter2采用硅烷偶联剂KH-550对石英砂滤料进行表面改性，以提高滤料表面的亲油疏水性。硅烷偶联剂改性石英砂6第6页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool改性方法将石英砂滤料在1mol/L的硝酸溶液中浸泡24h后，再用无水乙醇浸泡30min，最后水洗烘干。在水解好的硅烷偶联剂KH-550溶液中加入一定量预处理后的石英砂滤料，置于温度为70℃的恒温水浴锅中，电动搅拌反应一定时间后取出，在设定的改性温度下反应并干燥2.5h，冷却后用水浸泡24h，最后100℃烘干。7第7页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三由图可知,未改性石英砂滤料表面粗糙,有许多沟槽和凹坑,呈现出明显的晶体结构和各向异性特征.改性后滤料表面由KH-550均匀覆盖,颜色变浅,锐棱减少,细微的质点颗粒大大减少

滤料表征

8第8页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Chapter3TheoryBase石英砂/锰砂混层滤料9第9页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool理论基础以混层滤料为研究对象考察了按不同体积比混合的石英砂和锰砂对水中铁、锰的去除效果10第10页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

主要由高位水箱和两个并联的有机玻璃滤柱组成。高位水箱为塑料材质,其有效容积为1000L。曝气采用花洒跌水的方式。滤柱高为3000mm,内径为70mm,沿竖向每隔200mm设一个取样口,承托层厚为100mm,滤层厚为1000mm。试验所用滤料为石英砂和广西马山锰砂,其粒径分别为0.8~1.2和0.4~0.9mm。1#滤柱中锰砂和石英砂的填充比例为3：7,2#滤柱的为7：3。

试验装置

11第11页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三实验装置12第12页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

在滤速为3m/h时,两个滤柱的除铁除锰效果

13第13页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三①运行初期两滤柱对铁的去除均不是很理想,但对铁扔有一定的去除率,说明两种不同比例的混层滤料均能有效除铁。在整个运行过程中,两滤柱对铁的平均去除率均为87%,说明两种滤料的填充比例对除铁效果的影响很小。除铁除锰效果的对比

②原水中的锰含量总体上呈现出逐渐增大的趋势,而两个滤柱出水中的锰含量总体上随时间的延长而逐渐降低,且2#滤柱对锰的去除效果要明显好于1#滤柱。第14页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Chapter4多孔富铁填料除磷15第15页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool简介多孔富铁填料是一种的颗粒状工业原料,颜色为灰黑色,密度和堆积密度分别为2149g/cm3和1176g/cm3,其化学成分为:总铁含量96%~97%,金属铁含量≥90%,CaO含量01013%,锰含量01281%,铬含量01010%,镍含量01036%,磷含量≤01030%,碳及其他杂质含量3%~4%。实验采用富铁填料粒径为6~10mm。16第16页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三

Backtoschool实验装置实验装置采用内径172mm,高2m的有机玻璃柱，反应柱底部多孔板的下部装有曝气装置,工艺用气和反冲洗用气共用,采用鼓风曝气,用转子流量计调节流量。多孔板上部装有0.15m粒径约为10mm的卵石做承托层。承托层之上为0.6m的多孔富铁填料层,填料粒径为6~10mm,自上而下分别在填料层0.2、0.3、0.4和0.5m处设有取样口。用加压泵将污水送入反应柱顶部,过滤方式为气水逆向流。17第17页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool18第18页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool除磷实验分别在3个水力负荷1、2、3m3/(m2·h)下进行,分层取样测定出水总磷。从表可以看出,滤层越厚除磷效果越好。19第19页，讲稿共21页，2023年5月2日，星期三Backtoschool多孔富铁填料曝气过滤除磷效果良好,其除磷的历程首先是多孔富铁填料自身微电解产生亚铁离子,然后亚铁离子经化学