采用氧化铝和氧化铁作为变性剂进行高温加热或采用碱性沉积涂于石英砂 表面的方法制备氧化铝或氧化铁涂层砂变性滤料，可改变石英砂表面的特性，提 高水处理效果，是一种新技术，近年来在国际上倍受关注。面对日益污染的饮用 水水源，该方法在给水处理中有着广阔的应用前景，可应用于给水过滤除浊、除 有机物、除锌、除氟和除砷等。通过进一步研究，该方法也可用于废水除锌、除 氟和除砷等处理。 本研究将三氯化铝、三氯化铁、硝酸铁作为变性剂，石英砂作为载体，制备 了几种氧化铝和氧化铁涂层砂变性滤料。通过涂层以改变石英砂表面的带电性 质，使其比表面积增加，吸附容量增大。笔者通过对涂层砂变性滤料载体的表面 预处理，多种涂层方法反复试验；并对涂层砂变性滤料的比表面积进行测定、扫 描电子显微镜观察、X射线衍射的鉴定和涂层理论分析等手段，对涂层砂变性滤 料表面的特性进行了较深入的研究。 与石英砂相比，涂层砂变性滤料比表面积增加，达到原石英砂的9.60～13.35 倍；零电荷时的pH由石英砂的0.7～2.2分别提高到8.5左右(涂铁砂)和7.5～9.5 (涂铝砂)。在中性pH值时，涂层砂表面带有正电荷，有利于水中各种杂质 的去除。经X射线衍射鉴定：涂铁砂表面主要是赤铁矿(Fe2O3)；涂铝砂表面主要 是三水铝石[Al(OH)3]。 利用制备好的涂层砂变性滤料与石英砂对水中的浑浊度与有机物综合参数 (UV254、TOC、CODMn)进行平行对比过滤试验。试验结果证明，涂层砂变性滤 料对于浑浊度和有机物的去除率均明显优于石英砂。而且利用制备好的涂层砂变 性滤料与石英砂分别进行了除锌、除氟和除砷的静态和动态(过滤)试验研究。 针对每一种去除对象，筛选出一种效果最好的涂层砂变性滤料，进行重点研究。 试验研究结果表明：(1)经过几种涂层砂变性滤料对浑浊度和有机物的综 合参数(UV254、TOC、CODMn)的去除比较，涂铝砂用于除浊、除有机物过滤 最合适，效果最佳。(2)从几种涂层砂变性滤料中筛选出涂铝砂除锌效果最好。 (3)除氟和除砷效果最好的涂层砂变性滤料是Ⅰ型涂铁砂。(4)石英砂在中性 水中除氟无任何效果。 同时，笔者对除锌、除氟和除砷过滤的影响因素进行了研究。还分别做了除 锌、除氟和除砷的吸附等温线试验。并通过对等温线试验数据的数学处理，证明 了除氟和除砷的吸附等温线所属类型，分别得出了除氟和除砷的Langmuir公式常 数，从而分别得到适合筛选出的涂层砂除氟和除砷的Langmuir吸附模型。还应用 表面络合模型和表面沉积模型对除锌吸附等温线进行了分析。 笔者在整理大量试验数据、试验曲线分析的基础上，对各种去除物试验研究 结果，作了理论分析和探讨。 关键词 涂层 氧化铁 氧化铝 过滤 吸附 有机物 除锌 除氟 除砷