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石英砂滤料干法表面改性与除油性能研究

摘要：石英砂是一种常用的滤料，广泛应用于水处理和工业领域。然而，石英砂滤料在长期使用中容易被油污染，影响其除油性能。为了提高石英砂滤料的除油性能，本研究通过干法表面改性方法对其进行处理，并测试其除油效果。结果表明，石英砂滤料经过表面改性后，在除油方面具有显著的提高。

1.引言

石英砂作为一种常用的滤料材料，被广泛应用于水处理和工业领域。它具有孔隙率高、比表面积大、强度高等特点，在滤池中可以有效地去除悬浮物、颗粒物和有机物。然而，在长时间使用过程中，石英砂滤料容易被油污染，这会导致其除油效果下降，降低水处理的效率。

2.实验部分

2.1材料与仪器

本实验所使用的石英砂滤料为工业级石英砂，其粒径分布范围为0.3-0.8mm。实验中使用的除油液为柴油，其浓度为500mg/L。实验所需仪器包括扫描电子显微镜(SEM)、比表面积仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等。

2.2表面改性方法

本研究采用干法表面改性方法对石英砂滤料进行处理。具体步骤如下：

1）将石英砂滤料置于干燥箱中，在120℃下加热2小时，使其表面干燥。

2）将表面干燥的石英砂滤料与改性剂（如硅烷偶联剂）充分混合搅拌，使其均匀覆盖在石英砂滤料表面。

3）将改性后的石英砂滤料重新放入干燥箱中，在120℃下加热4小时，使改性剂固化在石英砂滤料表面。

2.3除油性能测试

通过实验室模拟的滤池装置，将经过表面改性的石英砂滤料与含有柴油的水进行接触，观察其除油效果。实验设置多组对照组，以比较不同改性剂和处理时间对除油性能的影响。

3.结果与讨论

3.1表面改性结果

经过SEM观察和比表面积测试，发现经过表面改性后的石英砂滤料表面变得更加光滑，比表面积增大。FTIR测试结果显示，经过表面改性后与硅烷偶联剂反应生成了化学键，表面具有了较好的亲水性。

3.2除油性能结果

实验结果显示，经过表面改性的石英砂滤料对含有柴油的水具有较好的除油效果。除油率和去除率明显高于未经改性的石英砂滤料。同时，不同改性剂和处理时间对除油性能也有一定的影响，其中某些改性剂和较长的固化时间能够进一步提高除油效果。

4.结论

通过干法表面改性方法，可以有效提高石英砂滤料的除油性能。经过表面改性的石英砂滤料表面更加光滑且具有较好的亲水性，能够有效吸附和去除水中的油污染物。然而，不同的改性剂和处理时间对除油性能的影响不同，需要进一步研究优化改性条件，以获得更高的除油效果。

5.通过干法表面改性方法，成功地改善了石英砂滤料的除油性能。经过表面改性后的石英砂滤料表面变得更加光滑，比表面积增大，具有较好的亲水性。实验结果表明，经过表面改性的石英砂滤料对含有柴油的水有较好的除油效果，除油率和去除率明显提高。不同的改性剂和处理时间对除油性能也有一定的影响，某些改性剂和较长的固化时间可以进一步提

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