改性濾料去除地下水中As(Ⅲ)的研究.pdf

1、地下水資源的進(jìn)一步開放利用及地下水中As(Ⅲ)的廣泛存在，迫切要求地下水除As(Ⅲ)技術(shù)具有穩(wěn)定性和高效性。本研究以此為主要目的，對以石英砂、錳砂為載體制備的四種改性濾料進(jìn)行比較分析。通過除As(Ⅲ)性能、穩(wěn)定性及吸附動力學(xué)等方面的比較，選出最適用于地下水環(huán)境中除As(Ⅲ)的改性濾料，并通過小試和動態(tài)實(shí)驗(yàn)，研究其在地下水中除As(Ⅲ)的各種影響因素和最佳工況。
　　 通過研究，得出以下主要結(jié)論:
　　 (1)通過化學(xué)方法

2、制備了四種改性濾料，負(fù)鐵石英砂和兩種不同方法制得的負(fù)鐵錳砂都具有良好的除As(Ⅲ)能力，As(Ⅲ)去除率都在70％以上;其中負(fù)鐵石英砂和由反復(fù)加熱制備得到的負(fù)鐵錳砂Ⅰ，這兩種改性濾料具有很好的穩(wěn)定性，在水溶液中pH為中性的情況下，鐵溶出率分別為:2.7％和3.3％。而由堿性沉積法制備得到的負(fù)鐵錳砂Ⅱ在實(shí)驗(yàn)中不具備很好的穩(wěn)定性，在中性情況下濾料表層鐵的溶出濾就達(dá)到了12.9％;負(fù)鐵石英砂和負(fù)鐵錳砂Ⅰ兩種改性濾料都能通過0.1mol/L的N

3、aOH進(jìn)行再生，其中負(fù)鐵錳砂的再生率及多次再生效果要好于負(fù)鐵石英砂。在多次再生后，負(fù)鐵錳砂和負(fù)鐵石英砂對As(Ⅲ)的去除率分別在63％和43％左右。結(jié)合地下含As(Ⅲ)水的水質(zhì)特點(diǎn)，本文選擇了由反復(fù)加熱法制備得到的負(fù)鐵錳砂Ⅰ作為地下水除As(Ⅲ)的改性濾料進(jìn)行研究。
　　 (2)負(fù)鐵錳砂改性濾料對As(Ⅲ)的吸附可用Langmuir吸附等溫式和Freundlich等溫式來描述，吸附平衡時間為12h，飽和吸附容量約為0.028mg

4、/g。吸附動力學(xué)符合Lagergren二級吸附動力學(xué)模型。
　　 (3)小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在100ml初始As(Ⅲ)濃度為0.5mg/L的含As(Ⅲ)溶液中，負(fù)鐵錳砂改性濾料的最佳投加量為2.5g;pH在4.0～8.5的范圍內(nèi)，負(fù)鐵錳砂改性濾料對As(Ⅲ)的去除率在40％以上;pH在7.0～8.5的范圍內(nèi)，負(fù)鐵錳砂改性濾料對As(Ⅲ)的去除效果最好，能達(dá)到68％左右。該種改性濾料適用于水溶液pH在中性和弱堿性的情況下對As(Ⅲ)

5、的去除。通過對于地下水中部分共存離子的影響研究可以得出，磷酸鹽和硫酸鹽的存在，會對負(fù)鐵錳砂改性濾料吸附去除As(Ⅲ)有抑制作用，并且磷酸鹽的濃度越高其抑制效果就越明顯。其它共存離子如NO3-、Cl-和Mn2+的存在基本不影響負(fù)鐵錳砂改性濾料吸附除As(Ⅲ)的效果。
　　 (4)動態(tài)柱實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)進(jìn)水As(Ⅲ)濃度為0.1mg/L時，濾柱在連續(xù)運(yùn)行13h后，出水的As(Ⅲ)濃度都能保持在標(biāo)準(zhǔn)線(10ug/L)以下，當(dāng)隨著進(jìn)水As(