腐殖酸對石英砂濾料表面吸附性能影響研究.pdf

1、在給水處理過濾工藝中，在處理含較高天然有機(jī)物含量原水時(shí)，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)石英砂表面有明顯的結(jié)垢現(xiàn)象，稱之為濾料中毒。濾料中毒的直接表現(xiàn)為濾池的過濾效率下降，泄露提前。并且，因此造成的過濾效率下降不能依靠簡單的水力反沖洗得到恢復(fù)。為了研究該現(xiàn)象的成因，將天然石英砂磨碎成粉末對以腐殖酸為代表的天然有機(jī)物進(jìn)行吸附及解吸試驗(yàn)。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，腐殖酸在石英砂表面的吸附等溫線數(shù)據(jù)可以很好地被Langmuir模型擬合，說明該吸附屬于單分子層吸附；

2、吸附的動(dòng)力學(xué)過程可以分為擴(kuò)散控制階段和附著控制階段，最后進(jìn)入吸附平衡；腐殖酸在石英砂表面吸附后不能完全解吸，且較高的初始腐殖酸濃度會(huì)造成解吸階段較低的相對解吸量；同時(shí)，較高的初始腐殖酸濃度也會(huì)造成較負(fù)的石英砂的zeta電位；X光電子能譜結(jié)果表明，腐殖酸在石英砂表面的吸附會(huì)產(chǎn)生新的化學(xué)鍵如O-Si-C鍵和Si-O-C鍵，并以此推測腐殖酸在石英砂表面的化學(xué)吸附機(jī)理主要為：石英砂表面的硅烷醇基團(tuán)(Si-OH)作為主要的活性吸附位和腐殖酸分子形

3、成了吸附，并和腐殖酸分子的羧基和酚羥基官能團(tuán)通過交換配位作用形成了新的Si-O-(O=)C鍵；該吸附作用和其所導(dǎo)致的較負(fù)的石英砂zeta電位是導(dǎo)致石英砂濾料過濾效率下降的主要原因。
　　當(dāng)水中有高嶺土顆粒和混凝劑Al2(SO4)3·18H2O存在時(shí)，上述吸附作用被增強(qiáng)，XPS分析結(jié)果中表現(xiàn)為在石英砂表面形成化學(xué)吸附時(shí)所需要的腐殖酸初始濃度降低和吸附后生成的化學(xué)鍵較難破壞，宏觀表現(xiàn)為吸附過程中的吸附量明顯增大和吸附過程明顯變快，以及