改性活性氧化鋁去除飲用水中氟化物的效能研究.pdf

1、氟是維持身體各項生理機能正常運轉(zhuǎn)所必需的微量元素之一，適量的氟可以有效促進(jìn)硬組織骨骼和牙齒的鈣化，但攝入量過高則會引起氟中毒。人體所需的氟主要來自飲水，長期飲用高氟水可患氟骨病，輕者誘發(fā)氟斑牙，重者導(dǎo)致四肢變形，以致癱瘓，危及生命。因此，經(jīng)濟(jì)合理、應(yīng)用成熟的吸附除氟法越來越受到重視。活性氧化鋁(Activated Alumina，AA)是吸附法中大量使用的一種除氟劑，但其吸附容量較低，使用壽命較短，再生后除氟效果不佳，限制了其進(jìn)一步推廣

2、。本文研究了改性活性氧化鋁（Modified Activated Alumina，MAA）的制備，靜態(tài)和動態(tài)吸附性能，解吸-活化再生方法，并借助表征手段探討其除氟機理。
　　本研究采用浸漬-焙燒法分別對活性炭、沸石和活性氧化鋁進(jìn)行載鑭(La)、載鎂(Mg)和載鑭-鎂(La-Mg)改性，進(jìn)行除氟性能評價。結(jié)果表明La-Mg-AA的除氟效果最好。通過靜態(tài)和動態(tài)試驗考察La-Mg-AA的吸附性能。靜態(tài)試驗研究MAA的反應(yīng)時間、投加量、初

3、始pH值、震蕩頻率和共存陰離子等因素對除氟性能的影響;動態(tài)試驗研究進(jìn)水濃度、進(jìn)水流速和濾料高度等因素對除氟性能的影響。靜態(tài)試驗結(jié)果表明：最佳吸附條件為:吸附時間120 min，投加量2.0g/L、初始pH值7.0±0.2、震蕩頻率180 r/min，MAA對10 mg/L高氟水的去除率達(dá)97.7％。MAA的最大飽和吸附量為8.56 mg/g，是AA的2.0倍。含氟水溶液中其它共存陰離子對MAA除氟性能的影響力大小為:CO2-3＞SO4-

4、2＞CI-＞ NO-3。MAA對F-的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，吸附等溫線對Langmuir模型擬合度較高，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，可自發(fā)進(jìn)行，溫度越高自發(fā)程度越大。MAA對F-吸附速率不僅受到液膜擴(kuò)散的影響，還受到粒子內(nèi)擴(kuò)散的控制，液膜擴(kuò)散占據(jù)主導(dǎo)作用。動態(tài)試驗結(jié)果表明:MAA對F-的動態(tài)吸附性能對Thomas模型擬合度較高，動態(tài)飽和吸附量為2.99 mg/g，是AA的1.24倍。穿透時間和吸附飽和時間受進(jìn)水濃度、進(jìn)水流速和濾料高度的影響較

5、大。其它條件一定時，進(jìn)水濃度越高，進(jìn)水流速越快，濾料高度越低，穿透時間和吸附飽和時間越短。本試驗使用NaOH溶液和H2SO4溶液對吸附飽和的MAA進(jìn)行解吸-活化再生處理。試驗研究NaOH溶液濃度、解吸時間對脫附率的影響，考察靜態(tài)和動態(tài)再生循環(huán)次數(shù)對MAA再生性能的影響。結(jié)果表明:0.25 mol/L的NaOH溶液解吸6.0 h，1％的H2SO4溶液活化1.0 h后，靜態(tài)再生循環(huán)四次或動態(tài)再生循環(huán)三次，除氟性能基本不受影響，再生效果好。采