在工业生产和生活过程中会产生大量的含油废水。含油废水对环境造成了严重的污染,对人类的生存环境构成了严重的威胁。深床过滤是常用的含油废水深度处理方法,作为操作单元与其它方法联用。在过滤单元,滤床中油、水和滤料表面三相共存,滤料的表面润湿性对除油效率有很大的影响。对于疏水亲油滤料,当油珠颗粒迁移到滤料表面时,受到滤料表面的亲油作用,将会黏附于滤料表面被去除。显然,当滤料的疏水亲油性越强,油珠越容易黏附于滤料表面,其去除效率越高。而对于亲水疏油滤料,当油珠靠近滤料表面时,受其疏油作用会保持为球形,不容易从比油珠粒径小的孔隙流走,故也可能具有较高的去除效率。另外,就水头损失而言,滤料的疏水性越强,其水头损失越大,反之亦然。因此,提高滤料表面的疏水性可提高滤床的除油效率,但会增大过滤的水头损失;反之,若提高滤料表面的亲水性,则会降低水头损失。近年来,材料领域在特殊润湿性表面方面的研究取得了很大的进展,并在油水分离领域被广泛研究。应用于油水分离的特殊润湿性表面主要包括超疏水超亲油表面和超亲水水下超疏油表面,其油水分离方式主要有两种,一是选择过滤,二是超疏水吸附。而在硬质颗粒滤料过滤方面,特殊润湿性滤料还鲜有研究。为此,本文研究了超疏水超亲油滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料的制备及其除油性能,并研究了两种不同润湿性滤料混合的过滤性能。(1)通过浸涂法将十三烷酸和十八烷基三氯硅烷的有机长链烷烃接枝到了石英砂滤料表面,但没有构造粗糙结构,水的接触角达到了 134.2°,滤料表面成为了高疏水性。通过浸涂法将三(羟甲基)氨基甲烷和十八烷基三氯硅烷复合接枝到石英砂滤料表面,同时用纳米氧化锌颗粒构造微纳米粗糙结构,增强了滤料的疏水性,水的表观接触角在150°以上,油的表观接触在0°左右,得到了超疏水超亲油石英砂滤料。所制备的滤料具有很强的耐机械磨损性和较强的耐特殊环境性。(2)将壳聚糖与戊二醛交联,再通过化学反应接枝到石英砂滤料表面,并用二氧化硅纳米颗粒构造微纳米粗糙结构,获得了水下油的接触角为152.1±1.2°的超亲水水下超疏油石英砂滤料。制备的壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油石英砂滤料具有一定的耐久性、耐碱性、耐机械磨损和抗空气暴露性能。将马铃薯残渣用NaOH和超声活化后,再利用水性聚氨酯涂覆于石英砂滤料表面,制备得到水下油的接触角为151.7±1.3°的马铃薯残渣包覆的超亲水水下超疏油石英砂滤料。制备的马铃薯残渣包覆的超亲水水下超疏油石英砂滤料具有一定的耐久性、耐碱性、耐机械磨损和抗空气暴露性能。由于马铃薯残渣为废弃物,将其资源化利用,具有很好的实用性,并且成本低廉。(3)制备的超疏水超亲油石英砂滤料对水的吸附量仅为未改性石英砂滤料的2%,对机油和菜籽油的吸附量比未改性石英砂滤料则分别提高了 54%和45%,对不同油的吸附量为未改性石英砂滤料的5～20倍,吸水性大大降低,吸油性得到了提高。超疏水超亲油石英砂滤料对机油和菜籽油乳化液废水的去除率分别达到了 99.65%和96.46%,对油水混合液的分离效率均大于92.8%,具有很好的油水分离性能。(4)相对于未改性石英砂滤料,制备的两种超亲水水下超疏油石英砂滤料对乳化油废水的除油效率具有一定程度的提高,对油水混合液的分离效率有大幅提高。对水的渗透系数增大了 11%～19%,对油的渗透系数降低了 6%～8%。优秀的油水分离性能及其较低的水头损失为超亲水水下超疏油石英砂滤料进行油水分离提供了一种新的方案。(5)对于未改性石英砂滤料和超疏水超亲油石英砂滤料按照一定比例混合的混合滤料,其水的表观接触角θ与混合滤料中超疏水超亲油石英砂滤料占比x的关系为:cosθ=1/1.33x+0.53-1.41清洁混合滤料床的水头损失H0与混合滤料的水的接触角θ关系为:H0=180 v/g(1-e)2/e3 1/(φd)2Lv·(0.021θ2.75+0.96)说明滤料的疏水性增大了水头损失。(6)混合滤料床既增大了除油效率,又降低了水头损失。对于过滤处理含油废水的品质因子,未改性石英砂单一滤料远远小于混合滤料。对于混合滤料,当滤料粒径越大时,滤料的疏水性越强,其品质因子越大。总之,本文首次制备了四种具有特殊润湿性的石英砂滤料,研究了其性质和除油性能;首次研究了混合滤料床的润湿性、水头损失和除油性能。具有很强的创新性。