許多研究表明，不同的水處理工藝表現(xiàn)出對(duì)有機(jī)物在不同分子量段上的去除特性。水的常規(guī)處理工藝（混凝—沉淀—過(guò)濾）主要去除相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的有機(jī)物，對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量在10000以下的有機(jī)物只能部分去除，小于1000的有機(jī)物基本不能去除，甚至有所增加。而生物處理主要去除水中相對(duì)分子質(zhì)量小于1000的親水性有機(jī)物，對(duì)更大分子量的有機(jī)物由于細(xì)胞質(zhì)膜的屏障作用而難以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。
Merkle等對(duì)改性濾料的特點(diǎn)進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，指出改性濾料表面涂層的物理、化學(xué)性能影響顆粒和溶解物質(zhì)的去除；涂層具有較大的比表面積、較多的表面吸附點(diǎn)位、表面粗糙度和多孔性是改性濾料表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)的原因。并認(rèn)為改性濾料吸附有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理與活性炭吸附有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理在某些方面類似。活性炭吸附對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量小于3000.尤其是500～1000（以總有機(jī)炭TOC計(jì)）的有機(jī)物有更好的去除率。相對(duì)分子質(zhì)量大于、 3000的有機(jī)物難以進(jìn)人活性炭的微孔，相對(duì)分子質(zhì)量在500以下的有機(jī)物可能由于親水性較強(qiáng)而難以吸附，但對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在1000以下的Ames試驗(yàn)的致突活性成分有良好的去除效果，因?yàn)檫@些物質(zhì)是一些親水性不高的組分。
鄧慧萍等在靜態(tài)吸附條件下，發(fā)現(xiàn)涂鐵鋁砂對(duì)水中有機(jī)物有很強(qiáng)的吸附作用，0.45um膜過(guò)濾后，總有機(jī)物AuV.?.54從o．lcm-i降到o．055cm.-1，去除率達(dá)到45%。其中對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量大于1000的有機(jī)物去除效果非常明顯，去除率都超過(guò)了70%。說(shuō)明涂鐵鋁砂濾料更易于去除相對(duì)分子質(zhì)量大于1000的有機(jī)物。因此，改性濾料對(duì)有機(jī)物的去除特性表現(xiàn)為：對(duì)大分子量有機(jī)物的吸附強(qiáng)于對(duì)小分子量有機(jī)物的吸附，在過(guò)濾的初期尤為明顯。涂鐵鋁砂對(duì)各種分子量的有機(jī)物都有一定的吸附能力，隨著過(guò)濾時(shí)間的推移，吸附能力慢慢減弱，需要對(duì)其進(jìn)行再生以恢復(fù)其吸附能力。因此，鄧慧萍等提出用活性炭與改性濾料聯(lián)合來(lái)去除微污染原水中的有機(jī)物。改性濾料去除大分子有機(jī)物的能力強(qiáng)于活性炭，而活性炭去除小分子有機(jī)物的能力要強(qiáng)于改性濾料，兩者相結(jié)合可以從整體上提高對(duì)微污染原水中有機(jī)物的去除效果。
德國(guó)Triex大學(xué)的Bao Gu等用涂鐵砂去除水中天然有機(jī)物，研究了天然有機(jī)物在氧化鐵表面的吸附和解吸機(jī)理，并建立了預(yù)測(cè)性模型，指出氧化鐵表面的羥基官能團(tuán)之間的配位交換是去除水中有機(jī)物的主要反應(yīng)機(jī)理。絲網(wǎng)除沫器改性濾料在中性條件下，金屬與羥基結(jié)合的形式為'-MeOH，溶解有機(jī)物的化學(xué)吸附通常是通過(guò)有機(jī)物陰離子宮能團(tuán)RCOO-替代濾料表面的羥基，形成MeOOCR，達(dá)到去除有機(jī)物的效果。根據(jù)該機(jī)理，改性濾料表面的金屬離子與羥基結(jié)合的能力與去除有機(jī)物的能力密切相關(guān)。與金屬離子配位的羥基數(shù)越多，單位表面濾料結(jié)合的有機(jī)物摩爾數(shù)就越多，去除有機(jī)物的能力就越強(qiáng)。在水中，涂鈦砂上鈦離子可與4個(gè)羥基結(jié)合，因此Imol鈦離子可以結(jié)合4mol的有機(jī)陰離子宮能團(tuán)；而涂鐵砂上Imol鐵離子只能結(jié)合3mol的有機(jī)陰離子宮能團(tuán)，所以涂鈦砂去除CODMn的能力要強(qiáng)于涂鐵砂。因此，改性濾料上金屬離子的價(jià)數(shù)是影響其去除有機(jī)污染物能力的關(guān)鍵因素。
Langmuir提出的單分子吸附理論認(rèn)為，任何固體表面都不是絕對(duì)光滑的，而是由大量均勻分布的凸出點(diǎn)組成，凸出點(diǎn)上的原子和離子具有未飽和的價(jià)鍵力，構(gòu)成了一系列的吸附作用點(diǎn)。這些點(diǎn)稱為表面吸附活性中心，只有在這些活性中心：上才會(huì)發(fā)生吸附，而并不是在表面上所有地點(diǎn)都可發(fā)生，也就是說(shuō)，固體吸附的作用點(diǎn)是有限的。另外，活性中心的吸附作用范圍大致為分子大小，每個(gè)活性中心點(diǎn)只能吸附一個(gè)物質(zhì)分子。因此，當(dāng)表面吸附活性中心全部被占滿時(shí)，吸附量達(dá)到最高飽和值，這時(shí)在吸附劑表面上分布有被吸附物質(zhì)的單分子層。被吸附的物質(zhì)分子不能再進(jìn)行吸附，它們相互之間也沒(méi)有作用，因此不可能再形成第二層被吸附分子，只能是單分子層吸附。濾料改性后呈多孔狀物質(zhì)，其微孔增多、孔徑小、比表面積大大增加，豐富了固體表面的活性吸附作用點(diǎn)，增強(qiáng)了化學(xué)吸附作用，從而提高了改性濾料去除水中有機(jī)物的性能。對(duì)天然有機(jī)物來(lái)說(shuō)其主要官能團(tuán)是羥基、酚羥基、醇羥基等，這些官能團(tuán)大部分都是酪性的，在一般情況下都會(huì)脫去質(zhì)子而帶負(fù)電荷。濾料經(jīng)改性后，表面涂有的鐵氧化物或鋁氧化物改性劑因吸附了一層水分子而羥基化，使石英砂等電點(diǎn)時(shí)的pH值由原來(lái)o．7-2.2提高到7. 5～10.3，改性濾料在中性水的環(huán)境下帶正電荷，有利于靜電吸附作用的發(fā)揮，而未改性的石英砂濾料在中性水條件下帶負(fù)電，因此改性濾料在電性方面完全優(yōu)于未改性的濾料，有利于去除水中的有機(jī)污染物。另外，絲網(wǎng)除沫器改性濾料的大比表面積是造成其吸附性能良好的有利條件。
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