沸石和石英砂變性濾料的除氟性能研究.pdf

1、該試驗研究將三氯化鋁作為變性劑,沸石和石英砂作為載體,將氫氧化鋁以化學沉積的方法覆蓋在沸石和石英砂表面,然后在450℃條件下高溫焙燒,生成γ-Al<,2>O<,3>覆蓋于沸石和石英砂表面,制成變性沸石(共沉淀法)和變性石英砂濾料;采用浸漬法(離子擴散方式)使三價鋁離子進入沸石內(nèi)部骨架空間進行離子交換制成變性沸石(浸漬法)濾料.變性濾料的表面態(tài)和表面能均不同于未改性沸石和石英砂,變性過程使它們的表面特性發(fā)生了變化,比表面積增加,表面活性吸

2、附位和活性吸附點增多,表面吸附能力增強.作者通過大量試驗,對變性濾料載體的選擇、載體的表面預處理、不同的涂層方法進行了研究,并通過X射線衍射(XRD)和紅外光譜(IR)法,對變性濾料的表面性質(zhì)進行了鑒定分析.利用未改性沸石、變性沸石(共沉淀法)、變性沸石(浸漬法)和變性石英砂濾料進行了不同參數(shù)條件下的靜態(tài)和動態(tài)平行對比除氟試驗.試驗結(jié)果表明,在靜態(tài)試驗中,未改性沸石對水中氟有一定的去除率(30％-40％),說明沸石本身的吸附能力較強,變

3、性沸石(共沉淀法)濾料除氟能力比未改性沸石顯著提高,在70％以上;變性沸石(浸漬法)濾料除氟效果最好,在靜態(tài)試驗中除氟率穩(wěn)定在77％以上,對低濃度含氟水除氟率也較高,在含氟水接近中性條件下除氟率也較高,這是因為用浸漬法制備的變性沸石極大限度地發(fā)揮了天然斜發(fā)沸石的離子交換能力.未改性的石英砂對飲用水中的氟基本沒有去除能力,而變性石英砂除氟能力明顯,在60％以上,但只對高濃度含氟水表現(xiàn)出比較好的除氟率,對低濃度含氟水除氟率一般,且其除氟對含

4、氟水的酸度要求較高,能夠適應的pH值范圍較窄,在實際應用中推廣意義不大.在動態(tài)過濾試驗中,也是浸漬法制備的變性濾料沸石除氟效果最好,吸附容量較高.該研究中,還對靜態(tài)和動態(tài)過濾除氟率的影響因素進行了試驗研究,諸如變性濾料制備時采用的變性劑濃度和覆蓋次數(shù)、變性濾料焙燒溫度、含氟原水的氟濃度和pH值、動態(tài)過濾中的濾速等.通過試驗,做出了上述三種變性濾料和未改性沸石的靜態(tài)吸附等溫線,用origin圖形軟件進行等溫線的數(shù)學擬合,得出各靜態(tài)吸附等溫