随着饮用水水源污染日益严重,城市给水厂经传统的水处理工艺处理后的出厂水水质难以达到《生活饮用水卫生规范》开发新的水处理技术势在必行。
在载体滤料的表面涂敷一层金属氧化物(金属氢氧化物),能改善原滤料表面的物理化学性质,从而提高其对有机物及其他污染物质的去除能力。
本试验采用石英砂作为载体滤料,用铁、铝、锰的化合物以及吡咯(Py)作为改性剂,制备了多种改性石英砂滤料。
与载体滤料相比,改性石英砂滤料的表面物理化学性质有了较大的变化:粗糙度增加,比表面积增加,达到原石英砂的8~11倍;pHo由石英砂的0.7~2.2提高到5.2~9.3,在中性pH时,除涂Py砂外的改性石英砂滤料都带正电荷,有利于去除水中带负电的杂质颗粒和有机物。
静态和动态试验均表明,制备的几种改性石英砂滤料对有机物的去除效果都明显优于石英砂,其中涂铁铝砂(Ⅱ)去除有机物的效果好。
改性石英砂滤料去除有机物的效果受下列因素影响:低有机物浓度下运行周期比高浓度下长,平均去除率高;pH有一较佳值,太高和太低都不利于有机物的去除;EBCT越大,有机物与改性石英砂滤料的接触时间就越长,去除效果越好;浊度越高,水中的悬浮杂质越多,越容易吸附在改性石英砂滤料表面的吸附位上,降低了有机物的去除效率。
反冲洗能恢复改性石英砂滤料除浊性能,但不能恢复其去有机物性能。用0.5mol/L的NaOH在2m/h流速下对改性石英砂滤料进行再生,可以恢复其对有机物的吸附性能。多次再生后改性石英砂滤料的性能下降不大。
改性石英砂滤料对分子量大于1000的有机物去除效果非常明显。对大于1000的各分子量区间有机物去除率都超过70%。将改性石英砂滤料与活性炭联用可以起到互补作用。
改性石英砂滤料对氨氮去除效果不如石英砂;对藻类、藻毒素的去除效果都要强于石英砂;对消毒副产物前体物的去除效果与石英砂相似。