新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺去除三价砷研究

发布时间：2020-12-07 15:08

　　砷分布在我们的环境中,主要以砷酸盐、亚砷酸盐、硫化砷的形式存在。在各种人体砷污染的途径中,由于大多数砷化合物溶于水,因此水中砷污染处于第一位。长期摄入砷会导致砷中毒,并导致各种健康问题。水环境中常用的除砷方法有吸附法、电凝法、离子交换法、植物修复、生物修复、生物吸附和生物过滤法。传统除砷工艺存在一定的局限性,在此采用新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺进行As(Ⅲ)的去除,探究此工艺的优势及可行性。本文系统的考察了不同操作条件下此工艺对砷的去除效能和机理,并对混凝行为进行分析。同时探究水中背景成分对工艺除砷的影响,并对新生态铁缓解膜污染作用进行考察。最后对模拟含砷松花江水进行处理,并探究配水环境和实际水体下新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺连续运行的除砷效能。结果表明,酸性条件下除砷效果较好,碱性条件下除砷率骤降,最佳pH=6。不同pH下Zeta电位不同,和絮体表面所带电性有关。最佳NaClO/Fe比例为1:2;最佳铁盐投加量为3mg/L。不同初始As(Ⅲ)浓度处理效果不同,总体上新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺除砷效果优于单独氧化混凝工艺。单独氧化混凝工艺随反应时间絮体粒径增大,处于... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

反渗透除砷工艺示意图

去除效果；同时，研究不同初始条件下混凝预处理对于膜通量、污染物截留效果及膜污染的影响。本课题的研究内容包括：（1）研究不同操作条件下（pH、氧化剂/亚铁比例、混凝剂投加量、初始As(III)浓度）新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺和单独混凝工艺的除砷效能对比。比较不同 pH 下铁盐水解氧化产物的粒径分布及 Zeta 电位，以探索新生态铁与 As(III)作用机理。（2）研究水中背景成分（钙离子、硫酸根离子、硅酸根离子、磷酸根离子、腐殖酸）对新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺和单独氧化混凝工艺的除砷效能的影响对比。比较不同 pH 下背景成分对砷的去除率影响，探索其与新生态铁的作用机理。（3）研究新生态铁原位混凝与重力膜滤组合工艺对实际水体中砷的去除效能及对水质改善作用，并探究重力流作用下新生态铁对膜污染的减缓机制。本文的技术路线图见图 1-2。

图 2-1 实验装置图将亚铁和次氯酸钠依次加入装有 As(III)的烧杯中，在恒温磁力搅拌器上进行混合，将混合后的溶液加入进水箱，通过蠕动泵将溶液吸到高位恒定水箱，水箱出水口接超滤杯，溢流口接进水箱，进行溶液的循环。溶液在超滤杯中经过重力驱动过超滤膜出水，出水经电子天平计量，进行通量的测定。同时将一定量的出水加 2%的浓硝酸酸化，样品在 4℃下保存，进行 ICP-MS 的测定，以确定出水中砷的浓度，分析除砷效果。本实验所用超滤膜为聚醚砜膜，截留分子量为 100kDa，超滤膜表面有效面积约为 33cm2。实验水体在重力驱动下进行通量测试，作用水头为 80cm。膜通量是指单位时间内透过单位膜面积的流体量，单位一般为 L/(m2·h)，计算方法见式（2-1）：（2-1）式中 ——膜通量（L/(m2·h)）；

【参考文献】：
期刊论文
[1]氯消毒对城市污水中DOM的三维荧光特性影响[J]. 韩芸,周学瑾,彭党聪,王晓昌.  环境工程学报. 2012(07)

博士论文
[1]生物矿化纳米FeOOH的特征与自组装合成及其环境意义[D]. 孙振亚.武汉理工大学 2006

硕士论文
[1]新生态铁混凝处理地下水中As（V）的效能及机理研究[D]. 李朝阳.哈尔滨工业大学 2012
[2]亚铁同步去除水中Cr(VI)/As(V)复合污染的效能及机理研究[D]. 董浩然.哈尔滨工业大学 2010
[3]新生态铁去除水中As（V）的效能研究[D]. 潘炳旭.哈尔滨工业大学 2009
[4]氧氢氧化铁对偶氮染料的吸附及光催化降解研究[D]. 杜建华.武汉理工大学 2006



本文编号：2903472