改性活性氧化鋁動(dòng)態(tài)吸附除氟研究.pdf

1、長(zhǎng)期飲用氟濃度1.0mg/L以上的高氟水，氟元素?cái)z入量過多，會(huì)造成人體氟中毒，嚴(yán)重侵害人體健康。我國(guó)約有7000萬(wàn)人不同程度地受到高氟飲用水的危害，因此高氟飲用水除氟研究具有重要意義。
　　 本文通過研究硫酸鐵改性顆?；钚匝趸X(MAA)吸附劑除氟的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能，掌握吸附規(guī)律、優(yōu)化吸附工藝、設(shè)計(jì)并運(yùn)行示范工程，以達(dá)到降低制水成本并克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷目的。
　　 靜態(tài)吸附速率研究表明，MAA吸附除氟前4小時(shí)吸附很快，然后速

2、率減慢，偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能夠很好描述MAA吸附F-的表觀動(dòng)力學(xué)。擴(kuò)散模型分析表明吸附速率控制步驟受內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散共同控制，但外擴(kuò)散占主導(dǎo);Elovich速率方程研究結(jié)果表明，MAA吸附位點(diǎn)能量不均勻，吸附過程為化學(xué)吸附。等溫線研究顯示，Sips模型最符合，其最大吸附量49.4954mg/g，不均勻系數(shù)0.6019，其吸附劑表面不均勻的結(jié)論與動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果一致。通過D-R方程進(jìn)行熱力學(xué)研究顯示，在實(shí)際應(yīng)用的濃度區(qū)間(Ce＜7.86mg/L

3、)，吸附能E=12.78kJ/mol，化學(xué)吸附占主導(dǎo)。
　　 單柱動(dòng)態(tài)吸附研究表明，進(jìn)水氟濃度、進(jìn)水pH對(duì)固定床穿透影響顯著，進(jìn)水氟濃度從5mg/L下降到2mg/L時(shí)，穿透體積提高1.9倍;進(jìn)水pH從7.6降低到6.0時(shí)，穿透體積提高2.6倍。穿透體積隨空速提高而下降，在空速1.3～2.0h-1時(shí)，穿透體積變化不大;而當(dāng)空速大于2.0h-1時(shí)，穿透體積快速下降。在空速不變的情況下，固定床直徑及填充高度對(duì)穿透體積無(wú)影響。
　

4、　 串聯(lián)動(dòng)態(tài)吸附研究表明，三柱串聯(lián)提高了MAA的利用率，在進(jìn)水pH為5.5～7.8范圍內(nèi)，過流體積倍數(shù)和吸附量分別比單柱吸附提高了48％～92％和39％～96％，達(dá)到單柱耗竭吸附量的87％～98％，結(jié)果顯示三柱串聯(lián)吸附顯著優(yōu)于單柱吸附。
　　 示范工程包括吸附—再生循環(huán)。運(yùn)行結(jié)果顯示，吸附—再生循環(huán)運(yùn)行正常，出水水質(zhì)合格，當(dāng)進(jìn)水pH為6.7～7.8時(shí)，吸附切換周期為8～11天。依據(jù)示范工程運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行測(cè)算，制水最低成本為0.5