噴霧干燥法制備鐵基吸附劑及吸附除砷性能研究.pdf

1、砷是最毒的無(wú)機(jī)元素之一，廣泛存在于工業(yè)廢水和天然水中。目前水中砷的污染已經(jīng)引起人類(lèi)廣泛的關(guān)注。水溶液中砷主要是以砷酸根和亞砷酸根的形式存在。WHO推薦的飲用水標(biāo)準(zhǔn)中砷的濃度為10μg/L，對(duì)飲用水源的砷去除工藝提出了更高的要求。在各種砷去除方法中，吸附法被認(rèn)為是最簡(jiǎn)便、有效的方法之一。
　　本文設(shè)計(jì)了一種噴霧干燥-焙燒法制備鐵基氧化物吸附劑的新工藝。在探索實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了硝酸鐵-葡萄糖噴霧干燥體系，通過(guò)噴霧干燥法-焙燒法分別制

2、備了磁性一元和二元鐵基吸附劑，并用于水溶液中三價(jià)砷的去除。
　　首先，以硝酸鐵為鐵源，葡萄糖為致孔劑，采用噴霧干燥-焙燒法制備了一元鐵基磁性吸附劑，重點(diǎn)考察了硝酸鐵/葡萄糖質(zhì)量比、焙燒溫度、焙燒時(shí)間及pH、共存離子和初始砷濃度等影響因素，并開(kāi)展了吸附動(dòng)力學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)硝酸鐵與葡萄糖的質(zhì)量比為3∶1時(shí)，300℃焙燒3h得到的吸附劑的三價(jià)砷去除率可達(dá)80.18％;在pH為4～10的寬范圍內(nèi)，吸附劑的三價(jià)砷去除率都在70％以上

3、;陰離子的存在對(duì)三價(jià)砷去除率影響較大，其影響順序?yàn)镠PO42-＞SiO32-＞CO32-;吸附過(guò)程動(dòng)力學(xué)更符合Freundlich等溫吸附模型和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，擬合得到的三價(jià)砷飽和吸附容量為81.41 mg/g。
　　其次，考察了噴霧干燥法所制備的幾種不同組成Fe-M二元吸附劑，篩選出Fe-Mn組合吸附效果最好，然后考察了pH、共存離子和初始砷濃度等因素對(duì)其三價(jià)砷去除率的影響，開(kāi)展了吸附動(dòng)力學(xué)研究和再生實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，MnO

4、2的添加可顯著提高吸附劑三價(jià)砷的去除率;當(dāng)Fe/Mn摩爾比為3∶1時(shí)，制備的二元吸附劑的三價(jià)砷去除率達(dá)89.76％;HPO42-的存在對(duì)砷的吸附影響最大;再生實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)NaOH-NaCl-NaClO脫附-氧化再生工藝，二元吸附劑的三價(jià)砷去除率為86.04％，具有良好的再生循環(huán)利用性;動(dòng)力學(xué)研究表明砷在Fe-Mn二元磁性吸附劑上的吸附符合Freundlich等溫吸附和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，其三價(jià)砷的飽和吸附容量可達(dá)92.62mg/g，