地下水中铁沉积对活性氧化铝氟吸附性能影响

摘要

我国许多城镇和工矿企业都以地下水作为丰要供水水源，地下水源一般具有水质较好、不易遭受污染、安全可靠性高、供水于段灵活等诸多优点，但受到水文地质和地球岩石化学等因素制约，我国部分区域的地下水中铁离子、氟离予含量较高。
　　 为满足不同用水性质对水质的具体要求，在一些区域进行地下水除铁处理的同刚，还存在着降氟处理的客观要求。
　　 本研究针对我国部分区域地下水中铁离子、氟离子含量同时超标的实际特征，结合滤料表面改性和接触氧化法除铁技术，通过铁氧化物的表面沉积改性活性氧化铝，制备了氧化铁涂层活性氧化铝(iron-oxide-coated-alumina,IOCA)新型材料。
　　 通过静态试验，研究了铁沉积对活性氧化铝氟吸附性能的影响，主要涉及吸附容量、吸附平衡时间、吸附速率、pH值等方面的内容，分析研究了相应的除氟机理。采用吸附柱动水试验，对IOCA的降氟过程进行研究，并与活性氧化铝做平行对比实验。
　　 研究结果表明：IOCA表面沉积的铁氧化物为Fe3O4，氧化铁沉积可显著提高氧化铝的氟吸附容量，且除氟效果稳定，但氧化铝氟吸附容量与氧化铁沉秘量不存在正比例相关关系：当吸附体系的pH值在5.0～8.0范围内时，IOCA具有较佳的除氟效果：在IOCA氟吸附过程中，反应速率遵循准二级反应速率模型，吸附类型符合Langmuir吸附等温式；影响IOCA氟吸附速率的因素包括氟离子在IOCA的内扩散和颗粒表面扩散；由BDST模型求得IOCA的滤层饱和吸附量为8.318g/L，活性氧化铝为3.844g/L，氧化铁沉积后活性氧化铝滤层饱和吸附量明显大于沉积前；
　　 IOCA有效吸附时间及使用寿命更长，吸附饱和后的IOCA绎过多次再生后氟吸附容量的下降缓慢，与活性氧化铝相比可以显著降低处理设备的规模，提高除氟效率。
　　 本项研究受“西安市科技创新支撑计划资助项目(YF01197)”资助

目录

1 绪论

2 除氟方法和改性滤料技术

3 试验设计与分析方法

4 氟吸附试验研究

5 试验结果分析与讨论

6 研究结论与建议

参考文献

致谢

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