氧化鐵改性石英砂制備工藝條件的最優(yōu)化研究.pdf

1、以水廠普通石英砂濾料為原材料,FeCl3為改性劑,表面負(fù)載量、附著強度和靜態(tài)吸附率為評價指標(biāo),通過正交試驗、連續(xù)性試驗等方法,獲得制備氧化鐵改性石英砂(Iron Oxide Coated Sand,IOCS)的最優(yōu)化方案:不攪拌條件下110℃烘干,煅燒時間t≥3h,煅燒溫度T≈300℃,FeCl3與RQS的投加比C=0.17 mL／g RQS,NaOH與RQS的投加比Cl=0.3 mL／RQS。與低溫堿性沉積法(T≤110℃)制得的IO

2、CS-0相比,將IOCS-0經(jīng)高溫煅燒(T≈300℃左右)后,所制得的新型IOCS-1負(fù)載量提高3-5倍,脫附率降低90％以上。
　　 采用納米材料(如納米SiO2、納米Fe2O3)或孔隙率極高的活性炭代替普通的FeCl3改性劑制備納米改性石英砂。試驗結(jié)果表明:采用超聲波分散的SiO2改性劑并采用高溫條件制備,有助于納米SiO2包覆在石英砂上；納米Fe2O3改性石英砂nano-IOCS宜采用持續(xù)攪拌條件下的水浴加熱,先投加溶解劑

3、HC1后再投加沉淀劑NaOH的方法所制得的雙層D-nano-IOCS(以IOCS為載體)對有機物的吸附去除效果明顯,去除率達35.45％；單層納米SiO2改性石英砂(Single nano SiO2 Coated Sand,S—nano-SICS)和單層S-nano-IOCS(以RQS為載體)、雙層D-nano-SICS(以IOCS為載體),腐植酸原水經(jīng)震蕩吸附后UV254不減反增,去除率均為負(fù)值。
　　 SEM掃描電鏡照片和X

4、射線能譜分析檢測(EDS)結(jié)果顯示:IOCS濾料表面包覆物的主要成分是:Fe3O4(磁鐵礦)與α-FeOOH(針鐵礦),IOCS-0和IOCS-1表面主要是α-Fe2O3(赤鐵礦),nano-IOCS表面主要是氧化高鐵FeO3。α-FeOOH(針鐵礦)在IOCS表面的負(fù)載量直接影響改性劑在IOCS表面的附著強度。
　　 通過分析SEM照片、BET比表面積結(jié)果以及納米改性試驗結(jié)果,得出:改變煅燒溫度T,能獲取與待吸附去除污染顆粒尺

5、寸大小相同孔隙的IOCS(孔徑約為5～40μm),以尿素作沉淀劑時,獲得的N-nano-IOCS(孔徑約為30～70μm)孔隙較大,采用納米Fe2O3改性劑時,能獲得納米級孔隙的nano-IOCS(孔徑約0.2～1μm)。
　　 在新型給水處理工藝小試試驗裝置中,對附著情況最理想的普通IOCS進行動態(tài)過濾試驗,探討最優(yōu)化制備條件下制得的IOCS的過濾性能及反沖洗再生能力。動態(tài)過濾試驗結(jié)果表明:IOCS與活性炭+IOCS濾料濾柱,