天然沸石改性及其吸附除氟性能研究

发布时间：2016-11-17 08:47

  本文关键词：平原区地下水系统模拟与决策支持研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《安徽农业大学》 2014年

天然沸石改性及其吸附除氟性能研究

张小凤  

【摘要】：氟是人体必需的一种微量元素,但是长期饮用高氟水,会严重影响人类身体健康。我国规定生活饮用水中氟适宜的含量为0.5 mg/L-1.0 mg/L,超过该标准则需进行除氟处理。在众多除氟方法中,吸附法因成本较低,操作简便,且除氟效果较好,应用最广泛。吸附剂的吸附性能是影响吸附效果的最关键因素之一。沸石是一种常见的吸附剂,但天然沸石的吸附容量很低,必须对其改性以提高其吸附容量。本文就天然沸石改性除氟及其吸附效能进行了研究。以天然沸石为主材料,分别采用酸、碱和盐对其改性,对模拟含氟水进行静态吸附试验,研究改性沸石对水中氟离子的吸附性能,探讨并提出了最佳改性条件。研究了吸附时间、原水氟浓度、温度、沸石投加量、pH、共存阴离子对吸附容量的影响。利用扫描电镜、比表面积和孔径分布测定、X射线荧光光谱法、红外光谱法及X射线衍射法初步分析了改性沸石的除氟机理。为了循环多次使用,对吸附饱和的沸石进行了再生研究,以恢复其除氟能力。结果表明,采用氯化铁单独改性,在质量浓度为10%,浸泡固液比为1：1,浸泡时间为24h,改性沸石的用量5g/150 mL,25℃下吸附5 h,可使2 mg/L的含氟水浓度下降到l mg/L以下。吸附速率可用拟二级动力学方程拟合,吸附速率随着温度的增加先增大后降低。在原水氟离子浓度小于20mg/L时,吸附过程符合Langmuir模型的吸附等温线,25℃时,吸附平衡常数为0.28 L/mg,饱和吸附量达0.091mg/g；在低浓度氟离子条件下,温度越高,饱和吸附容量越高。在原水氟离子浓度大于20mg/L时,吸附过程符合Freundlich方程。在8∥150ml投加量的时候单位质量的吸附容量最大,在饮用水pH范围内,除氟效果受pH影响不大,改性沸石对氟离子有较高的选择性,受H2PO4-、Cl-、NO3-、SO42-影响相对较小,但是受HCO3-、CO32-、HPO42的影响较大。改性后的沸石,空隙结构得到调整,比表面积增大,Fe元素含量增加,Ca2+等离子的含量降低,改性后沸石的晶体结构未被破坏。氯化铁改性沸石除氟是物理吸附、化学吸附、离子交换的共同作用结果,不同的条件下,占主导的吸附作用不同。吸附饱和的改性沸石采用NaOH解析,FeCl3复合改性的方法进行再生。再生5次后吸附效果下降不明显。

【关键词】：
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O647.33;X52
【目录】：

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  本文关键词：平原区地下水系统模拟与决策支持研究，由笔耕文化传播整理发布。

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