石英砂过滤材料在水处理中的原理是什么呢？介绍了强化过滤工艺中所使用的改性滤料，对其定义、载体、改良剂、制备及表征技术作了系统的综述。与普通滤料相比，改性滤料具有一系列优良性能。以此为基础，对改性滤料处理水中重金属离子、砷、硒、氟、有机物、微生物、藻类等污染物的工艺进行了简要介绍。
水处理用改性石英砂过滤材料。
伴随着我国工业的发展，人口的增长，环境污染，尤其是水源地的污染，对城市居民的身体健康造成了极大的威胁。调查显示，被污染水源中所含的大多数有机物对人体健康有害，或者可能形成对人体有“三致作用”的氯消毒副产物(DBPs)。但传统的水处理工艺由于净化功能的限制，对水中有机物、重金属离子、藻类等的去除能力较低，特别是对水溶性低分子有机物的去除能力较差。由于水环境污染的加剧和人们生活水平的不断提高，人们对饮用水的质量要求越来越高，相应的供水水质标准也越来越高。污水的净化与处理已成为一个十分重要而紧迫的新课题。
它是一种广泛应用于给水处理、污水处理和环境保护等领域的净水材料。但由于石英砂过滤材料表面孔隙率低，比表面积小，等电点低，在正常条件下带入负电性，使其对水中有毒物质(重金属离子等)、细菌、病毒和有机物等的去除效果差。近几年来，研究人员提出了对普通石英砂滤料进行改性的想法，通过在石英砂表面粘附不同功能物质，改善滤料表面性能，制成吸附性能好、机械强度高的改性滤料。考虑到我国目前的经济水平，该技术在给水处理领域具有广阔的应用前景。
过滤材料的改进。所谓改性滤料，就是在普通石英砂滤料表面通过化学反应涂覆一层改性剂(通常是金属氧化物和氢氧化物)，从而改变原滤料颗粒表面的物理化学性质，以增加滤料对某些特殊物质的吸附能力，增强其截污能力，达到改善出水水质的目的。通过试验证明，改性滤料能充分发挥增大滤料比表面和强化吸附的能力，从而实现在与水中各种有机物、细菌、藻类接触的过程中，表面涂料产生的强化吸附和氧化净化作用。它不仅能吸附大分子物质和胶体有机物，而且能对水中的重金属离子和小分子可溶性有机物进行大量吸附和氧化，达到全面改善水质的目的。
吸附剂。适宜作滤料吸附剂的材料有很多，常用的有Fe系、Al系氧化物或氢氧化物、锰系氧化物、镁系氧化物和稀土类金属化合物等。在吸附剂中，Fe系和Al系的水合氧化物、氢氧化物应用广泛。活化镁比表面积大，孔隙多，吸附能力强，是一种优良的吸附材料。其中，稀土金属配合物是一种新型材料，它能改善传统滤料的表面结构，提高其吸附位置，对水中的重金属离子和部分无机离子等杂质具有良好的去除效果。但是，稀土类金属化合物作为吸附剂与载体结合不好，在一定程度上限制了其广泛应用。另外，将含有多种特殊基团的聚合物有机化合物涂覆于滤料表面或与金属氧化物结合，通过官能团的作用改善滤料的吸附性能也是目前研究的方向。
改性过滤材料在水处理工艺中的应用。
改性滤料可去除水中的重金属离子。金属氧化物对Zn2+的吸附实验表明，在氧化铝涂层砂改性滤料除锌实验中，去除率与pH值有密切关系：当出水pH值小于4时，铝砂比石英砂更有效；大于4时，随着pH值的增大，对锌的去除率提高；大于9点时，对锌的去除率达到100%。
采用铁氧体覆盖砂粒柱进行吸附Pb2+,Cd2+,Cu2+,Cr2+和Cr2+的实验研究，结果表明：在pH为40倍滤床体积的情况下，溶解态重金属离子Pb2+,Cd2+,Cd2+,Cu2+和Cr2+几乎都能被去除，一般情况下，络合态重金属离子的去除率较低，而铁氧体覆盖砂粒柱在滤床体积为40倍的情况下，几乎能被去除。对于颗粒状重金属物质，在高水力负荷条件下，一般砂粒柱和改性砂粒柱对颗粒均有70%的去除率，但这种去除率在改性砂粒柱中持久实现，在普通砂料中可迅速降至25%；与普通砂粒柱相比，改性砂粒柱还可增加滤层运行时间，降低冲洗频率；在冲洗过程中，先用水反洗，然后用酸性溶液进行再生(pH值为3)。
改性滤料可去除水中阴离子型有害物质。改性滤料在水中去除砷。砷属有毒物质，一些地表水由于受到农药、固体废物和工业废水的污染而含有砷，另一些地下水由于在高砷地层中被砷污染。无机砷的毒性大于有机砷，三价砷的毒性大于五价砷，世界卫生组织规定饮用水中三价砷的含量不超过0.01毫克/升。
通过对氧化铁砂改性滤料进行除砷试验，发现除砷效果明显，脱砷率可达95%以上，并符合低pH值、高脱砷的规律。研究结果表明，在一定的pH值和吸附剂浓度范围内，以氢氧化铁改性砂吸附水中As2+和As2+，可使砷的脱除效率达到92%。通过改良的过滤介质去除水中的硒。
SeO2-3和SeO2-4是水中硒的主要形式，过量的硒对人体有害。研究发现，覆盖氧化铝(AOCS)的砂能有效去除水中的硒(ⅳ)和硒(ⅵ)。AOCS对硒的吸附受制备过程中酸碱度的影响。研究发
