氧化铁改性陶瓷滤料表面及对微污染水预处理的试验研究

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1、陶瓷滤料表面改性及其预处理微污染水的试验研究（申请工程硕士学位论文）氧化铁改性陶瓷滤料及对微污染水预处理的试验研究鲍洁培养单位：资源与环境工程学院学科专业：市政工程武汉理工大学研究生：鲍洁指导老师：教授2009年4月分类号密级UDC学校代码10497学位论文中文氧化铁改性陶瓷滤料表面及对题目微污染水预处理的试验研究英文IronOxideSurfaceModificationofCeramicsFiltersandIts题目ResearchInthePretreatmentofLightlyPollutedRawWater研究生姓名鲍洁

2、指导教师姓名职称教授单位名称资源与环境工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称环境工程论文提交日期2009年4月论文答辩日期2009年4月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2009年4月摘要本试验用工业废弃物赤泥制作的陶瓷滤料为载体，以氯化铁为改性剂，采用高温加热制备法制备氧化铁/改性陶瓷滤料。改变改性条件制备的改性陶瓷滤料在微污染水中经过3h的振荡吸附后，通过测定微污染水中COD的去除率，来确定最佳改性条件，即pH值、改性剂浓度、焙烧温度及涂层次数。通过试验得到pH值为7，氯化铁浓度为2mol/L，

3、焙烧温度为550℃，涂层次数为4次时所制备的改性陶瓷滤料对有机物的去除率最高。通过与普通滤料进行的对照试验，发现其对COD的去除率提高了6～8倍。用模型滤柱进行直接过滤试验表明，改性陶瓷滤料在5m/h、10m/h和15m/h的情况下，对浊度均有很好的去除效果；随着滤速的增大，改性陶瓷滤料去除有机物的效果越差；另外，改性陶瓷滤料对总氮的去除效果不明显，但对总磷有较好的去除效果。经测定，改性后陶瓷滤料的比表面积是原陶瓷滤料的4.987倍。X射线衍射结果表明改性陶瓷滤料表面氧化铁膜有α-Fe2O3与α-FeOOH物质形态存在，有助于对水中有

4、机物质的吸附去除；用扫描电子显微镜观察改性陶瓷滤料的表面形态，发现氧化铁膜经过高温的烧结已经附在了普通陶瓷滤料的表面，呈细小的颗粒状态，整齐均匀并且厚实，这非常有利于提高陶瓷滤料的吸附性能。最后分析了金属氧化物改性滤料去除污染物的主要机理，有以下四个：（1）增大比表面积，从而增大吸附量；（2）提高了滤料的等电点，应用电荷相互吸引原理去除；（3）与金属离子相结合的羟基与微污染水源中的有机物阴离子发生交换。（4）滤料表面的吸收位点的增加（增加了微孔和中孔）。关键词：陶瓷滤料氧化铁改性微污染水源AbstractThesurfaceareaa

5、ftermodifiedis4.987timesaslargeasthatoforiginalceramicsfilters；ThematterspeciesofironoxidefilmwereanalyzedbyXRD,whichshowedthatitcontainsα-Fe2O3andα-FeOOH,andtheyarehelpfulforremovingorganicmatter；ThesurfacemorphologiesofthemodifiedfiltermediumwereobservedbySEM，whichind

6、icatedthatironoxidefilmbeingfineparticleiscoveredonoriginalceramicsfiltersorderlyandwell-proportionedly，anditisbenefitforenhancingadsorptioncapability.TheexperimentusesakindofceramicsfilterswhichisproducedbytheredgrainofShandongAlumCorporationasthecarrier,usingFe(NO3)3a

7、sthemodifyingagent,weassumethewayofheatingvaporizationtomodifyceramicspreparation.AfterThemodifiedceramicsfiltersindifferentmodifyingconditionswereshakedthreehoursinlightpollutedwater,theremovingratesofCODweremensurated，andthehighestremovingratewouldconfirmthebestmodify

8、ingcondition,whichcontainspHvalueatseven,Fe(NO3)3withthedensityof2mol/L,roastingtemperatureat550centigrade,the