水处理各种材料介绍预选择精要.ppt

水处理过程材料 环境082硕 陈 群 2080925 绪论 净化或吸附环境中有害物质的材料和物质，主要包括过滤、吸附、分离、杀菌、消毒等材料，主要起到环境中污染物去除的作用。对于水中污染物的去除，众多的氧化还原材料、沉淀分离材料、固液分离材料等在污水与给水处理中发挥着重要的作用。现分为四类介绍： 过滤材料 微生物固 定化材料 吸附分离材料 膜分离材料 1 过滤材料 过滤材料是水处理滤池最重要的组成部分，是完成过滤的主要介质。 根据形状 分类 根据组成 分类 颗粒滤料（石英砂滤料，多孔陶瓷滤料，Cu-Zn合金滤料） ； 纤维滤料（种类主要有纤维球、棒状/彗星式纤维过滤材料、纤维束过滤材料） 天然矿物滤料、合金滤料、合成高分子滤料和复合滤料等。 1.1 颗粒滤料 颗粒滤料主要用于水中悬浮物的过滤去除。当水和废水通过粒状滤料床层时，其中的悬浮颗粒喝胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为粒状介质过滤。它既可用于活性炭吸附喝离子交换等深度处理过程之前作为预处理过程，也可用于化学混凝和生化处理之后作为后处理过程。 石英砂滤料 石英砂是一种广泛用于各种给水处理、污水处理和环境治理的净水材料。但由于石英砂滤料表面空隙少，比表面积和等电点较低，在正常条件下带负电，使得它对水中有毒物质（重金属离子等）、细菌、病毒和有机物的去除效果很不理想。现有通过在石英砂表面附着不同功能的物质，改善石英砂滤料表面的性质，制成具有优良吸附性能和一定机械强度的改性滤料。 适合做滤料改性剂的材料有很多种，常用的包括Fe系、Al系氧化物或氢氧化物，锰的氧化物，镁的氧化物及稀土类金属配合物等。其中，Fe系和Al系水合氧化物、氢氧化物是广泛采用的改性剂。活性氧化镁具有较大的比表面积和空隙，因此具有较强的吸附能力。稀土类金属配合物是新型材料的代表，可以改善常规滤料表面结构，增加滤料表面吸附位置，对水中的杂质如重金属离子和部分无机离子有很好的去除效果但稀土类金属化合物作为改性剂不能很好的和载体结合，一定程度上限制了它们的广泛使用。此外，把含有各种特殊基团的高分子有机化合物负载于滤料表面，或者结合在金属化合物上，利用其上的官能团提高滤料的吸附性能也是当前研究的方向。 多孔陶瓷滤料 多孔陶瓷滤料是一种新型的功能材料，结合了多孔材料的高比表面积和陶瓷材料的物理、化学稳定性，具有一定尺寸和数量的空隙结构。随着科学技术的发展，人们控制其孔径、孔的形状、空隙率、孔径分布、容重的能力不断提高。 多孔陶瓷一般可根据其孔穴排列方式、孔的大小、材质来分类。根据孔穴排列方式可分为蜂窝陶瓷材料和泡沫材料；根据孔的大小可分为微孔材料（孔隙直径小于2nm）、介孔材料（孔隙直径介于2~50nm）、宏孔材料（孔隙大于50nm）；根据材质可分为高硅质硅酸盐材料、铝硅酸盐材料、精陶质材料、硅藻土质材料、刚玉和金刚砂材料、堇青石材料、采用工业废料的材料等。 Cu-Zn合金滤料 Cu-Zn合金滤料是由高纯度的铜、锌两种金属按一定的比例组合而成的一种水处理材料，对去除水中铁和硫化氢等有特效。目前已被用于生活用水深度净化、工业给水净化及废水处理等方面。 1.2 纤维滤料 纤维滤料是指纤维状的过滤材料，用于去除水中杂货已有几十年的历史。与传统的刚性颗粒滤料相比，纤维滤料堆积空隙较大、密度较小、滤速很大，而床层阻力很小，反冲洗性能较好。由于纤维的吸水率很高，纤维的毛细孔较大，具有较高的比表面积，作为滤料可吸附大量悬浮物而获得较高的脱除率和容量负荷，此外，纤维丝束不会发生流失，因此，纤维滤池在反冲洗强度的控制上较颗粒滤料滤池要求低，可使滤料反冲洗更彻底。 2 吸附分离材料 常用吸附材料有活性炭、磺化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖质、木炭、木屑、活性氧化铝、活性氧化镁、吸附树脂、微生物吸附剂等。 吸附分离材料按化学结构分类，可分为： 无机 吸附剂 高分子 吸附剂 碳质 吸附剂 无机吸附剂 无机吸附剂是指具有一定晶体结构的无机化合物，大多数是天然的无机物，往往具有离子交换性质，因此通常称为无机离子交换剂，如沸石、膨润土、硅藻土、海泡石、蒙脱土等，其中应用最广泛的无机分离材料是合成的硅胶和分子筛，常用于高选择性吸附剂（色谱的固定相）和催化剂载体。 可通过利用沸石离子交换特性，改变沸石晶体内电场、表面、孔径等，改变沸石的吸附速度、吸附选择性、吸附量等，弥补天然沸石因矿物种属所限导致性能的不足。天然沸石由于硅（铝）氧结构带有负电荷，不能直接去除水中的阴离子污染物。改性沸石对溶液中OH-、Cr2O72-、PO34-、Cl-等阴离子具有吸附性能。 膨润土的改性包括钠化改性、酸化改性和有机改性等，不同方法改性后的膨润土性能不同，在环境中的应用特点也有所不同。 硅藻含量92%以上的