水化学条件对诱导结晶法除氟的影响机制研究
发布时间：2022-01-01 18:30
氟离子是地下水中常见的离子之一,人体摄入适量的氟离子可以强健骨骼,预防蛀牙,然而长期的过量氟离子摄入会对人体造成伤害。此研究探讨了地下水的硬度、pH值与碱度对诱导结晶除氟的影响,并在流化床中进行了小试试验。通过对反应前后固相物质的特性研究与MINTEQ对反应过程的拟合,探究了地下水中不同的水化学条件对氟离子去除的影响机制。主要成果如下:（1）溶液中的钙离子(60.0～150.0 mg·L-1)与镁离子(60.0～150.0 mg·L-1)均会促进氟离子的去除,使氟离子剩余浓度降至1.5 mg·L-1以下。同时,钙离子和镁离子也会得到有效地去除。初始pH值（5～10）和离子强度（0.001～0.1M）对氟离子、钙离子与镁离子的去除没有明显的影响。钙镁离子存在时,诱导结晶法重复至第8次时仍对氟离子去除效果良好。氟离子的去除通过两种路径:诱导结晶作用（在磷酸镁钾表面诱导生成Ca5（PO4）3F）;吸附作用（在外表面络合作用下生成≡MgOH–F）。（2）溶液初始p...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下水中氟离子的来源[17]
西安建筑科技大学硕士学位论文3地下水中的氟离子浓度高达35.5mg·L1[19]；在伊朗，地下水中氟离子浓度高达9.2mg·L1[20]；在巴勒斯坦的加沙地带，地下水中氟离子浓度可以高达6.5mg·L1[21]；在印度某些地区，地下水中最大氟离子浓度超过了20.0mg·L1[22]。我国全国范围内都存在地下水中氟离子超标的情况，西北地区地下水中氟离子污染情况尤为严重[23]。根据张圃轩等人的研究结果，陕西省渭南市的地下水中氟浓度超标现象普遍存在，氟离子浓度最高为4.5mg·L1[24]。乔晓霞等人表明辽宁省地下水中氟离子的浓度多大于1.0mg·L1，在辽西与辽东某些地区，氟离子的浓度可达到6.0mg·L1[25]。在蒙古自治区的鄂尔多斯，地下水中的氟离子浓度高达13.3mg·L1[26]；在山西省的运城和大同，地下水中氟离子的浓度分别高达6.6mg·L1与15.7mg·L1[27,28]；在甘肃省的张掖盆地，地下水中氟离子的浓度高达3.5mg·L1[29]。图1.2亚洲地区地下水中氟离子含量示意图[18]1.2地下水中氟离子的去除研究现状长期引用氟超标的水会危害人体健康。自从20世纪50年代以来，国内外的许多学者研究了各种各样的去除水中氟离子的方法，在除氟工艺与理论研究方面都取得了一定的进展。目前常用的去除氟离子的方法有吸附法、电絮凝法、膜处理法、混凝沉淀法与诱导结晶法。（1）吸附法吸附的过程就是“从气体、溶解的固体或者液体中析出的原子、离子或分子附
西安建筑科技大学硕士学位论文18学的相关系数R2大于伪二级动力学的相关系数R2，故伪一级可以更准确地描述镁离子的去除过程，所以镁离子去除过程主要是物理过程。根据伪一级动力学拟合的结果，氟离子、钙离子、镁离子去除过程的反应速率常数k1分别为0.00348、0.0106、0.0159min1，故磷酸镁钾对氟离子、钙离子、镁离子的去除速率大小为V镁离子>V钙离子>V氟离子。图3.1反应时间对磷酸镁钾去除溶液中离子的影响（a:氟离子;b:钙离子;c:镁离子）图3.2伪一级与伪二级动力学(a:氟离子;b:钙离子;c:镁离子)图3.3呈现的是磷酸镁钾去除氟离子、钙离子、镁离子的分子内部扩散动力学
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米级Fe3O4对水中氟的吸附性能研究[J]. 吴承慧,陈长安,梁震,黄升谋. 绿色科技. 2019(22)
[2]氟化物污染的危害及其治理[J]. 王欣新. 农家参谋. 2019(16)
[3]渭南市地下水氟化物分布特征及污染成因研究[J]. 张圃轩,李琪. 地下水. 2019(04)
[4]MgO吸附材料除氟效果对水化学性质的适应性[J]. 李连香,刘文朝,李铁光,孙瑞刚. 中国农村水利水电. 2017(08)
[5]纳滤选择性除氟净水工艺介绍[J]. 水春雨,王晓伟. 供水技术. 2016(03)
[6]运城盆地高氟地下水水质分析[J]. 李强,董丽丽. 水资源与水工程学报. 2014(04)
[7]辽宁省典型地区高氟地下水的分布特征及成因分析[J]. 乔晓霞,孙熠,刘玉洁. 地下水. 2014(04)
[8]Al/C/Fe复合电极电絮凝法同时除氟除砷（Ⅴ）[J]. 齐学谦,李泽唐,周雅芳,张旭. 环境工程学报. 2014(02)
[9]大同盆地高氟地下水水化学特征及其成因[J]. 秦兵,李俊霞. 地质科技情报. 2012(02)
[10]多晶硅厂含氟酸性废水的处理[J]. 胡培基,权攀,徐锐,陈权. 北京农业. 2011(03)
博士论文
[1]纳米吸附材料的设计、制备及对水中氟离子去除机理研究[D]. 张开胜.中国科学技术大学 2016
[2]含氟矿物与含钙碳酸盐矿物选择性抑制及机理研究[D]. 聂光华.北京科技大学 2016
[3]硅镁胶的制备表征及其吸附性能研究[D]. 杨华.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]电絮凝法同时去除地下水中氟和镉研究[D]. 刘兴.华南理工大学 2019
[2]两种La2O2CO3吸附剂对氟离子的吸附研究[D]. 凌梅.哈尔滨工业大学 2016
[3]鲁北高氟地下水形成的水化学及水循环演化作用分析[D]. 杨振宁.中国地质大学(北京) 2016
[4]安徽省淮北平原地下水水化学变化特征与源解析[D]. 王璐璐.合肥工业大学 2010
本文编号：3562599
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下水中氟离子的来源[17]
西安建筑科技大学硕士学位论文3地下水中的氟离子浓度高达35.5mg·L1[19]；在伊朗，地下水中氟离子浓度高达9.2mg·L1[20]；在巴勒斯坦的加沙地带，地下水中氟离子浓度可以高达6.5mg·L1[21]；在印度某些地区，地下水中最大氟离子浓度超过了20.0mg·L1[22]。我国全国范围内都存在地下水中氟离子超标的情况，西北地区地下水中氟离子污染情况尤为严重[23]。根据张圃轩等人的研究结果，陕西省渭南市的地下水中氟浓度超标现象普遍存在，氟离子浓度最高为4.5mg·L1[24]。乔晓霞等人表明辽宁省地下水中氟离子的浓度多大于1.0mg·L1，在辽西与辽东某些地区，氟离子的浓度可达到6.0mg·L1[25]。在蒙古自治区的鄂尔多斯，地下水中的氟离子浓度高达13.3mg·L1[26]；在山西省的运城和大同，地下水中氟离子的浓度分别高达6.6mg·L1与15.7mg·L1[27,28]；在甘肃省的张掖盆地，地下水中氟离子的浓度高达3.5mg·L1[29]。图1.2亚洲地区地下水中氟离子含量示意图[18]1.2地下水中氟离子的去除研究现状长期引用氟超标的水会危害人体健康。自从20世纪50年代以来，国内外的许多学者研究了各种各样的去除水中氟离子的方法，在除氟工艺与理论研究方面都取得了一定的进展。目前常用的去除氟离子的方法有吸附法、电絮凝法、膜处理法、混凝沉淀法与诱导结晶法。（1）吸附法吸附的过程就是“从气体、溶解的固体或者液体中析出的原子、离子或分子附
西安建筑科技大学硕士学位论文18学的相关系数R2大于伪二级动力学的相关系数R2，故伪一级可以更准确地描述镁离子的去除过程，所以镁离子去除过程主要是物理过程。根据伪一级动力学拟合的结果，氟离子、钙离子、镁离子去除过程的反应速率常数k1分别为0.00348、0.0106、0.0159min1，故磷酸镁钾对氟离子、钙离子、镁离子的去除速率大小为V镁离子>V钙离子>V氟离子。图3.1反应时间对磷酸镁钾去除溶液中离子的影响（a:氟离子;b:钙离子;c:镁离子）图3.2伪一级与伪二级动力学(a:氟离子;b:钙离子;c:镁离子)图3.3呈现的是磷酸镁钾去除氟离子、钙离子、镁离子的分子内部扩散动力学
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米级Fe3O4对水中氟的吸附性能研究[J]. 吴承慧,陈长安,梁震,黄升谋. 绿色科技. 2019(22)
[2]氟化物污染的危害及其治理[J]. 王欣新. 农家参谋. 2019(16)
[3]渭南市地下水氟化物分布特征及污染成因研究[J]. 张圃轩,李琪. 地下水. 2019(04)
[4]MgO吸附材料除氟效果对水化学性质的适应性[J]. 李连香,刘文朝,李铁光,孙瑞刚. 中国农村水利水电. 2017(08)
[5]纳滤选择性除氟净水工艺介绍[J]. 水春雨,王晓伟. 供水技术. 2016(03)
[6]运城盆地高氟地下水水质分析[J]. 李强,董丽丽. 水资源与水工程学报. 2014(04)
[7]辽宁省典型地区高氟地下水的分布特征及成因分析[J]. 乔晓霞,孙熠,刘玉洁. 地下水. 2014(04)
[8]Al/C/Fe复合电极电絮凝法同时除氟除砷（Ⅴ）[J]. 齐学谦,李泽唐,周雅芳,张旭. 环境工程学报. 2014(02)
[9]大同盆地高氟地下水水化学特征及其成因[J]. 秦兵,李俊霞. 地质科技情报. 2012(02)
[10]多晶硅厂含氟酸性废水的处理[J]. 胡培基,权攀,徐锐,陈权. 北京农业. 2011(03)
博士论文
[1]纳米吸附材料的设计、制备及对水中氟离子去除机理研究[D]. 张开胜.中国科学技术大学 2016
[2]含氟矿物与含钙碳酸盐矿物选择性抑制及机理研究[D]. 聂光华.北京科技大学 2016
[3]硅镁胶的制备表征及其吸附性能研究[D]. 杨华.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]电絮凝法同时去除地下水中氟和镉研究[D]. 刘兴.华南理工大学 2019
[2]两种La2O2CO3吸附剂对氟离子的吸附研究[D]. 凌梅.哈尔滨工业大学 2016
[3]鲁北高氟地下水形成的水化学及水循环演化作用分析[D]. 杨振宁.中国地质大学(北京) 2016
[4]安徽省淮北平原地下水水化学变化特征与源解析[D]. 王璐璐.合肥工业大学 2010
本文编号：3562599
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3562599.html
