改性滤料是近年来兴起的一种新型高效滤料,本文以高温煅烧法自制的氧化铁改性石英砂滤料(以下简称“涂铁砂”)为主要研究对象,借助小试试验装置(主要包括了混凝、沉淀、过滤、反冲洗四个系统设备),研究其对水中悬浮物、有机物、重金属三大污染物质的过滤性能及反冲洗试验效果,并对反冲洗机理作了初步的探讨。首先对涂铁砂滤料于高岭土颗粒的去除效果与原始石英砂滤料、活性炭-涂铁砂组合滤料的性能进行对比研究,探讨涂铁砂对浊度的去除效果及最佳反冲洗试验方案。结果表明：涂铁砂滤料具有过滤水头损失小、运行周期长、截污能力强的优点,其过滤性能明显优于石英砂滤料。气水反冲洗最佳试验参数为：气冲,q气=12L/m2·s, t=2min;气水混合冲洗,q(?)=13L/s·m2, q水(第二阶段)=8L/s·m2, t=5min；清水漂洗,q水(笫三阶段)=6L/s·m2, t=4min。以反冲洗末端排水含铁量为指标,采用连续性试验探讨涂铁砂表面涂层铁氧化物的脱落规律,涂铁砂表层的铁氧化物不会无止境的脱落,随着反冲洗次数的增加,脱落量逐渐趋于0,经过11个过滤周期的涂铁砂涂层含铁量与原涂铁砂涂层含铁量相差甚小,约0.0016g。SEM扫描电镜照片和X射线能谱分析检测(EDS)表明：高岭土是以颗粒的形式大量粘附在涂铁砂表面。过滤后的涂铁砂颗粒涂层主要有Fe、O、Si三种元素,重量分别占53.89%、43.79%、2.32%。气水反冲洗后,涂层上粘附的高岭土颗粒被冲洗走,表面块状(磁铁矿Fe304)、针状(针铁矿α-FeOOH)氧化物重新裸露出来,其去除率恢复。其次,涂铁砂滤料与原始石英砂、活性炭-涂铁砂组合滤料对有机物的去除效果对比实验,结果表明：涂铁砂、组合滤料对有机物的去除效果显著优于石英砂滤料。采用NaOH、FeCl3、FeCl3+NaOH、C6H8O7·H2O、KMnO4五种药剂对涂铁砂滤料进行再生试验研究,结果表明：FeCl3溶液+NaOH溶液组合药剂的再生效果最好,可以恢复涂铁砂的去除率。涂铁砂滤料反冲洗最佳试验参数：FeCl3溶液浸泡,q气=12L/s·m2, t=2min； q气=13L/s·m2, FeCl3溶液、NaOH溶液冲洗强度为8L/s·m2; CFecl3=0.015mol/L,FeCl3溶液先冲洗时间t=3min,NaOH溶液后冲洗时间t=3min,气液混合冲洗时间共6min；清水漂洗强度为8L/s·m2；t=4min；共耗时12min。SEM扫描电镜照片和X射线能谱分析检测(EDS)表明：涂铁砂滤料颗粒表面被腐殖酸层层密实地覆盖,位于表层的腐殖酸容易被冲洗掉,紧密粘附在涂层的腐殖酸层较难被冲洗掉。而组合滤料中涂铁砂颗粒表面覆盖的腐殖酸层较为疏松,可被气液(NaOH溶液)反冲洗洗净。过滤后涂铁砂滤料颗粒涂层元素的组成主要有Fe.O. C元素。其中Fe、O元素位于第一、二位,C元素位于第三位,其重量百分比为5.48%。多层腐殖酸紧密粘附在涂铁砂表面,导致反冲沈难度大大增加。最后,对重金属Fe3+的过滤去除试验表明：涂铁砂滤料对Fe3+的去除率明显高于石英砂滤料,去除率为55%～90%,过滤周期长,约40h。石英砂对Fe3+的去除率较低,去除率为20%～40%,过滤达到22h时,去除率已明显下降,过滤周期短,约30h。采用普通气水反冲洗、盐酸药剂反冲洗、氢氧化钠药剂反冲洗,再生试验效果表明：普通气水反冲洗、盐酸添加药剂反冲洗对涂铁砂均无再生效果,反冲洗后去除率为20%-40%。氢氧化钠药剂反冲洗能完全恢复涂铁砂滤料对Fe3+的去除率,反冲沈后Fe3+的平均去除率达90%以上。最佳反冲洗条件：q(?)=12L/s·m2,NaOH溶液浸泡滤柱(?)=2min；q(?)=13L/s·m2,qNaOH=6L/s·m2,t=5min；清水漂洗强度9L/s·m2, t=4min。