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改性滤料强化过滤处理微污染水
作者:管理员    发布于:2015-12-28 08:42:24    文字:【】【】【

  DOI删*货出SjS棚拂舶净水技术改性滤料强化过滤处理微污染水雷国元刘巍李永成邹有红王光辉(武汉科技大学环境工程系,湖北武汉430081)值比石英砂出水CODm值低15钛砂在控制滤柱出水C0Dm*方面,具有优越性。

  问/h两种滤料直接过滤出水CODMn随时间的变化254吸光度值去除。用湖泊水的培养水进行过滤。

  两种滤料对人工配水过滤去除LV254的效果比较要高,用其做,由此可以看出,改性滤料除浊效果要优于普通石英砂,平均浊度降低1NTU以上,大值相差1.8NTU.改性滤料强化过滤处理微污染水进行平行过滤,水样为,由此可以看出,在0 ~8h内,涂钛砂滤柱出水的叶绿素值比石英砂出水的叶绿素值低10~30,超过8h后,由于涂钛砂滤柱截留大量的藻细胞,未及时反冲,滤料表面吸附面积减少,使两种滤料截留藻细胞差异越来越小,到14h,涂钛砂滤柱出水叶绿素值反而高于石英砂,原因是随着藻细胞截留量的增多,表面吸附效应所产生的作用降低,滤柱负压增加,可能使部分已截留的藻细胞冲刷下来,使涂钛砂滤料出水的叶绿素值比石英砂高。这说明要使改性滤料发挥作用,应根据滤床出水叶绿素值,及时反冲。

  2.5与涂铁滤料过滤性能的比较为了比较过滤时涂钛砂、涂铁砂的除污效率,在相同实验条件下,将相同粒级分布的涂铁砂、涂铁砂表1滤料取样时间(h)涂钛砂与涂铁砂滤料除污效果的比较涂钛砂涂铁砂4h内平均4.448h内平均3.86 4h内平均4.28,8h内平均3.84 4h内平均9.8h内平均4h内平均11.688h内平均12.74 8h内平均28.43 4h内平均26.588h内平均28.09 2.6改性滤料除污机理国内外研究者对涂氧化铁、氧化铝滤料的研究表明151:改性滤料强化过滤除污的主要机理是石英砂表面罩盖金属氧化物提高了滤料表面的等电点,在天然水pH值条件下,滤料表面呈正电荷,增加了粘土颗粒与滤料表面之间的结合力,增加浊度物质去除率;改性滤料在中性条件下,金属与羟基结合的形式为=MeOH,溶解有机物的化学吸附通常是通过有机物阴离子官能团RCOO替代滤料表面的羟基,形成MeOOCR,达到去除有机物的效果16:另外,改性滤料增加了滤料表面的比表面积、使单位体积滤料的吸附面积增加。就涂氧化钛的改性滤料而言,由于氧化钛的等电点在5. 8~6.7171,在天然水pH值条件下,滤料表面电荷近似为零,这降低了粘土颗粒、藻细胞与滤料表面之间的静电斥力,增加过滤除浊、除藻的效率;此外,藻细胞壁上的有机物与改性滤料表面上金属离子之间也存在MeOOCR的结合作用,所以,改性滤料与藻细胞之间的结合力增加了。

  按照以上机理,可以看出,改性滤料表面的金属离子与羟基结合能力与去除有机物,藻细胞有能力密切相关。分析表1中的数据,与金属离子配位的羟基数越多,单位表面滤料结合的有机物摩尔数就净水技术多,去除有机物能力就越高;同时与藻细胞壁上的有机物结合能力就强,除藻能力也越强。在水中,涂钦砂上钛离子可与4个羟基结合,因此1摩尔钛离子可以结合4摩尔的有机阴离子官能团;而涂铁砂上1摩尔铁离子只能结合3摩尔的有机阴离子官能团,所以涂钛砂去除CODm*的能力要强于涂铁砂。

  同样,因为其结合有机物的能力强,所以,滤料与藻细胞壁的结合能力也较强,涂钛砂过滤除藻的能力也要优于涂铁砂。尽管涂钛砂与藻细胞之间的静电吸引力要低于涂铁砂,但因其与藻细胞之间的化学结合力较强,仍然显现出较强的除藻能力。所以,改性滤料上金属离子的价数是影响其除污能力的关键因素,表面电位的作用较为次要。

  微污染水中,浊度物质包括无机粘土颗粒、有机颗粒物、藻细胞,除浊度物质,不仅仅是去除无机粘土颗粒,同时还涉及去除有机物颗粒物、藻细胞、过滤时浊度去除率的影响因素不仅仅是无机粘土颗粒与滤料表面之间的静电相互作用,还涉及滤料表面与有机物之间的相互作用,尽管涂钛砂的等电点略低于涂铁砂,但因其去除有机物、藻细胞的能力较强,所以过滤时两者对浊度的去除率并没有太大的差别。

  综合实验结果与以上分析,可以看出,针对微污染水的处理,提高滤料过滤除污效率的主要措施是增加滤料表面晶格金属离子的浓度以及金属离子的价位。

  3结论1)涂二氧化钛的改性滤料,在处理微污水时,其去除浊度、有机物、藻细胞等方面的能力要比普通石英砂滤料强;与涂氧化铁的改性滤料相比,其去除浊度的能力相近,但其去除有机物、藻细胞的能力要高。

  2)根据改性滤料的除污机理,去除有机物、藻细胞的能力主要与其表面晶格金属阳离子价数有关,金属离子价数高,其结合有机物阴离子的摩尔数就多,去除有机物、藻细胞的能力就强,此时滤料表面电位对藻细胞去除率的影响较为次要;滤料去除浊度的能力既与其表面电位有关,也与其结合有机物阴离子的能力有关。

  3)因为在微污染水处理中,有机物、藻细胞的去除难度相对较大,所以,提高改性滤料除污效率的关键措施应增加滤料表面晶格金属阳离子的价数,以降低混凝过滤工艺出水中的藻细胞和有机物的含量。

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