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本文从铜锌合金滤料的净水机理出发,希望通过提高铜锌合金滤料的处理效果来降低成本,最终目的是制备出高性能的铜锌合金滤料,采用拉伸法和气雾化法制备了3种新型的铜锌合金滤料。利用滤料表面的铜锌合金形成原电池与水中的污染物质发生得失电子的氧化还原反应从而去除污染物质。接触面积和接触时间是影响滤料处理效果的关键因素。接触面积越大,处理效果越好;接触时间越长,处理效果越好。相同条件下,滤料的比表面积越大,接触面积越大,处理效果也越好。另外,铜锌合金中加入其它元素会形成更多的电偶和原电池,其它条件不变的情况下处理效果更好。采用增大比表面积和掺入其它元素两条途径制备了3种新型的铜锌合金滤料:Cu-Zn-Si,Cu-Zn-R.E.和Cu-Zn。通过SEM、EDS和自动物理吸附仪等设备和手段研究了3种滤料的表面形貌、表面组成成分和比表面积并同国产KDF55和进口KDF55作类比,结果发现:新制备的3种铜锌合金滤料适合于作为饮用水深度净化滤料。
本文建立了铜锌合金滤料净水过程理论模型,进行了去除余氯和重金属Pb、Cd和Cr的试验。结果表明:新型铜锌合金滤料的处理效果随污染物质的浓度的增大而下降,随出水流量的减小而变好。拉伸法制备的条片状铜锌合金滤料Cu-Zn比表面积大、堆密度小,相同质量的滤料其床深是进口KDF55滤料床深的2.655倍,除余氯和重金属的效果优于进口KDF55和国产KDF55。
本文开发出两种铜锌合金滤料的制备方法,并且制备出了三种性能优异的净水滤料,对于今后铜锌合金滤料的制备和研究具有一定的借鉴作用,有利于推广铜锌合金滤料在我国饮用水处理领域中的应用。