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在给水处理过滤工艺中,在处理含较高天然有机物含量原水时,通常会发现石英砂表面有明显的结垢现象,称之为滤料中毒。滤料中毒的直接表现为滤池的过滤效率下降,泄露提前。并且,因此造成的过滤效率下降不能依靠简单的水力反冲洗得到恢复。为了研究该现象的成因,将天然石英砂磨碎成粉末对以腐殖酸为代表的天然有机物进行吸附及解吸试验。试验结果表明,腐殖酸在石英砂表面的吸附等温线数据可以很好地被Langmuir模型拟合,说明该吸附属于单分子层吸附;吸附的动力学过程可以分为扩散控制阶段和附着控制阶段,最后进入吸附平衡;腐殖酸在石英砂表面吸附后不能完全解吸,且较高的初始腐殖酸浓度会造成解吸阶段较低的相对解吸量;同时,较高的初始腐殖酸浓度也会造成较负的石英砂的zeta电位;X光电子能谱结果表明,腐殖酸在石英砂表面的吸附会产生新的化学键如O-Si-C键和Si-O-C键,并以此推测腐殖酸在石英砂表面的化学吸附机理主要为:石英砂表面的硅烷醇基团(Si-OH)作为主要的活性吸附位和腐殖酸分子形成了吸附,并和腐殖酸分子的羧基和酚羟基官能团通过交换配位作用形成了新的Si-O-(O=)C键;该吸附作用和其所导致的较负的石英砂zeta电位是导致石英砂滤料过滤效率下降的主要原因。当水中有高岭土颗粒和混凝剂Al2(SO4)3·18H2O存在时,上述吸附作用被增强,XPS分析结果中表现为在石英砂表面形成化学吸附时所需要的腐殖酸初始浓度降低和吸附后生成的化学键较难破坏,宏观表现为吸附过程中的吸附量明显增大和吸附过程明显变快,以及解吸过程中的解吸量明显变小和解吸过程明显变慢。