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基本信息

項(xiàng)目名稱：
鐵改性濾料過(guò)濾去除渤海近岸海水中有機(jī)物研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
以石英砂為載體制備鐵砂、硝鐵砂、雙鐵砂三種不同的改性濾料，研究了改性濾料的表面特性和過(guò)濾對(duì)渤海近岸海水中有機(jī)物的去除情況。
詳細(xì)介紹：
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近岸海水污染狀況不容樂(lè)觀。渤海是我國(guó)唯一內(nèi)海，近岸海水由于河流的輸入、工農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以及港口的發(fā)展等因素，海水中有機(jī)物含量大大增加。常規(guī)海水凈化工藝對(duì)顆粒有機(jī)物可有效去除，而對(duì)溶解性有機(jī)物去除效果不佳，嚴(yán)重影響了凈化后的海水水質(zhì)，制約了海水多方面利用。過(guò)濾是凈水工藝中控制出水水質(zhì)的關(guān)鍵工序，濾料是影響過(guò)濾的重要因素之一。而普通石英砂濾料比表面積小、孔隙率低、表面荷負(fù)電等問(wèn)題逐漸被國(guó)內(nèi)外一些研究者所重視，提出了改善濾料表面性質(zhì)的想法。鐵類改性濾料可使石英砂濾料比表面積大幅增加，表面電性由負(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)檎岣咂鋵?duì)帶負(fù)電有機(jī)物的物理、化學(xué)吸附能力和攔截過(guò)濾效果。 本實(shí)驗(yàn)制備了鐵砂、硝鐵砂、雙鐵砂三種改性濾料，通過(guò)過(guò)濾試驗(yàn)，考察了改性濾料過(guò)濾對(duì)渤海近岸海水中有機(jī)污染物的去除效果，并嘗試采用GC-MS（氣相色譜-質(zhì)譜連用分析儀）分析渤海灣表層海水中的主要溶解性有機(jī)污染物及其過(guò)濾前后的處理效果，為海水過(guò)濾工藝技術(shù)進(jìn)步提供理論支持。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

近岸海水中有機(jī)物含量大大增加，常規(guī)水處理工藝已不能滿足去除海水中各類有機(jī)污染物的需要，嚴(yán)重影響了海水凈化后的出水水質(zhì)。濾料作為影響過(guò)濾的因素之一，合理的將其優(yōu)化可大大的提高過(guò)濾的效果。改性濾料通過(guò)改變普通石英砂濾料的表面電性、比表面積等方式，強(qiáng)化了濾料的截除、吸附效果，達(dá)到有效去除海水中有機(jī)物的目的，擴(kuò)大了改性濾料的應(yīng)用范圍，也拓寬了海水凈化工藝的思路。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

改性濾料直接過(guò)濾技術(shù)用于海水凈化去除有機(jī)物方面還鮮有報(bào)道。改性濾料過(guò)濾工藝可以沿用原有水處理構(gòu)筑物，只改變其中的濾料，具有投資省、操作運(yùn)行簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，適合我國(guó)現(xiàn)在給水處理的現(xiàn)狀。并且本作品還通過(guò)GC-MS聯(lián)用分析儀分析了近岸海水中主要溶解性有機(jī)物的種類及濾后出水的去除效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改性濾料過(guò)濾對(duì)海水中多環(huán)芳烴類有機(jī)污染物的去除效果最佳，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

改性濾料打破了傳統(tǒng)濾料的攔截過(guò)濾模式，物理、化學(xué)吸附能力得到大幅度提升，吸附容量比普通濾料大得多。利用改性濾料過(guò)濾海水，增強(qiáng)懸浮物、膠體和溶解態(tài)有機(jī)污染物的去除效果，這種做法比較適合我國(guó)現(xiàn)在給水處理的現(xiàn)狀，擴(kuò)大了改性濾料的應(yīng)用范圍，也拓寬了海水凈化工藝的思路，簡(jiǎn)化了步驟，必將有著廣闊的發(fā)展前景。

學(xué)術(shù)論文摘要

以石英砂為載體制備鐵砂、硝鐵砂、雙鐵砂三種不同的改性濾料，研究了改性濾料的表面特性和過(guò)濾對(duì)渤海近岸海水中有機(jī)物的去除情況。SEM和XRD表面性能分析表明，改性濾料表面沉積了大量鐵氧化物，比表面積增加明顯。海水過(guò)濾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三種鐵改性濾料均對(duì)海水有機(jī)物有較好的去除效果，其中涂鐵砂效果最好，濾后出水CODMn去除率>60%，UV254的去除率>60% ，TOC去除率>90%。通過(guò)GC-MS分析認(rèn)為，鐵改性濾料過(guò)濾對(duì)渤海海水中典型有毒有機(jī)物具有良好的去除效果。

獲獎(jiǎng)情況

《水處理技術(shù)》雜志審稿階段

鑒定結(jié)果

通過(guò)2010校級(jí)科研立項(xiàng)的結(jié)果鑒定

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

對(duì)于改性濾料的研究，國(guó)內(nèi)外的一些學(xué)者進(jìn)行了許多有益的開(kāi)拓性的工作，并取得了一系列的成果，使我們對(duì)改性濾料的制備機(jī)理、吸附機(jī)理、反沖洗方法及實(shí)際應(yīng)用等方面有了較深入的認(rèn)識(shí)，并且推動(dòng)了其在過(guò)濾中的應(yīng)用范圍。 鄧慧萍等人對(duì)四種不同的改性濾料去除水中有機(jī)物的效果進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明：改性濾料對(duì)有機(jī)物的去除效果始終優(yōu)于原濾料，涂鐵砂和涂鋁陶對(duì)有機(jī)物的去除率達(dá)66%。 馬軍、盛力等人用改性濾料強(qiáng)化過(guò)濾處理含藻水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改性濾料對(duì)含藻水的直接過(guò)濾效果略好于未改性濾料；對(duì)混凝沉淀后含藻水的過(guò)濾效果明顯優(yōu)于未改性濾料，截留容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未改性濾料。 美國(guó)弗洛里達(dá)大學(xué)化學(xué)工程系Chen Jienan等進(jìn)行了氫氧化鋁涂層砂除廢水中細(xì)菌，試驗(yàn)結(jié)果顯示，氫氧化鋁有效除菌期可達(dá)3～4個(gè)月。烏克蘭基輔建筑工業(yè)大學(xué)的一個(gè)課題組對(duì)改性濾料進(jìn)行了研究和探討。結(jié)果表明，在除鐵、除錳的過(guò)程中，使用改性濾料是縮短濾池成熟期并改善濾料成熟前出水水質(zhì)的有效途徑之一。 印度工業(yè)學(xué)院的Arun Joshi等用硝酸鐵涂到石英砂表面，成為氧化鐵涂層砂濾料，用以制備低成本的家用除砷裝置，以去除水中的三價(jià)砷和五價(jià)砷。 王萍等人用氯化鈉改性沸石吸附水中苯酚進(jìn)行研究。結(jié)果表明：經(jīng)氯化鈉改性后， 在酸性條件下對(duì)苯酚有較好的去除效果，可用于微污染含酚水處理，吸附苯酚后的沸石可用堿液再生。還有許多學(xué)者研究利用其他載體改性，諸如改性海泡石、改性粉煤灰、改性天然礦物、改性斜發(fā)沸石、改性天然淀粉或橡膠等。 但是，改性濾料也有很多的問(wèn)題需要進(jìn)行深入的研究。如合適載體的尋求及怎樣工業(yè)化生產(chǎn)等，只有徹底解決這類問(wèn)題才能促進(jìn)其在水處理中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)這也是具有深遠(yuǎn)意義的。
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