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文檔簡介
1、本研究以天然火山巖材料火山渣和浮石為研究對象,討論了粒徑、吸附時間、投加量、溶液pH、溶液初始濃度對火山渣和浮石去除地下水中Cu(II)的性能影響。還提出了火山渣的最佳改性方法和條件,探討了鐵改性火山渣除Cu(II)的最佳工藝條件,然后通過動態(tài)柱實驗對兩種可滲透反應(yīng)墻(Permeable Reactive Barrier,PRB)填充介質(zhì)修復(fù) Cu(II)污染地下水的可行性進行評估,并探索出兩種火山巖的再生方法和最佳的再生條件。本研究得
2、出的主要結(jié)論如下:
(1)火山渣和浮石的最佳靜態(tài)除Cu(II)工藝條件:在初始濃度為20mg/L時,選擇火山巖的粒徑為0.15~0.425mm(4~100目),固液比為8g/L,pH為6,反應(yīng)時間為2h、震蕩速度為200r/min時,火山渣和浮石對Cu(II)有最佳的去除效果?;鹕皆透∈瘜u(II)的吸附更符合Langmuir等溫吸附規(guī)律,火山渣和浮石吸附Cu(II)的動力學(xué)過程均符合準二級動力學(xué)模型。
(2)浮
3、石對Cu(II)的吸附效果優(yōu)于火山渣,為了更好地滿足應(yīng)用要求,有必要對火山渣加以改性。經(jīng)FeC13浸泡改性后的火山渣可以顯著提高對水體中Cu(II)的去除效果。最終選用2mol/L的FeC13作為火山渣改性劑,最佳固液比和改性時間分別為30:1和12h。靜態(tài)吸附實驗確定的鐵改性火山渣除Cu(II)的最佳工藝條件與浮石相同,相對于Freundlich模型,改性火山渣對Cu(II)的吸附等溫線更符合Langmuir等溫吸附模型,表明鐵改性火
4、山渣對Cu(II)的吸附以單分子層吸附為主,最大吸附量為2.524mg/g。改性火山渣對Cu(II)的吸附符合準二級動力學(xué)模型,說明鐵改性火山渣的吸附是以化學(xué)吸附為主。通過物相與表面形貌分析發(fā)現(xiàn),改性后的火山渣表面鐵氧化物的量顯著增加,且含有更多的微孔和更大的表面積,可以提高火山渣對Cu(II)的吸附性能。
(3)不同流速的動態(tài)柱實驗結(jié)果表明,流速較低時(0.3mL/min),浮石PRB對不同初始濃度Cu(II)的去除率均在9
5、6%以上。改性火山渣PRB對Cu(II)能實現(xiàn)92%以上的去除率。而當流速為0.5mL/min和1.0mL/min時,各反應(yīng)柱隨著處理時間的延長,去除率呈明顯下降趨勢。浮石PRB和鐵改性火山渣PRB對初始濃度為10mg/L含Cu(II)廢水去除效果最好,出水均達到《地下水質(zhì)量標準》III類標準限值。
(4)不同初始Cu(II)濃度條件下的動態(tài)PRB柱實驗表明,浮石動態(tài)反應(yīng)柱在不同濃度梯度下對Cu(II)的去除效果要優(yōu)于鐵改性火
6、山渣。與鐵改性火山渣PRB相比,浮石PRB更能適應(yīng)高流速(1.0mL/min)條件下對地下水中Cu(II)的去除。
(5)火山巖PRB在整個實驗過程中運行效果良好,反應(yīng)裝置運行54d后,去除率仍能維持在85%左右,出水仍能滿足《地下水質(zhì)量標準》III類水質(zhì)標準要求。可以將浮石和鐵改性火山渣作為新型PRB反應(yīng)介質(zhì)應(yīng)用于地下水原位除Cu(II)的實踐項目中。
(6)鹽酸浸泡再生效果要優(yōu)于高溫活化再生,最佳再生條件:鹽酸濃
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