大孔陰離子樹脂吸附水中硝酸鹽的行為與機理研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高,我國水資源境況卻越來越差,其中水體中硝酸鹽的污染已成為我國飲用水污染中的一個主要問題,而如何實現(xiàn)低成本、快捷高效去除水中硝酸鹽已成為凈水處理工程界的主要難題之一。
　　通過分析國內(nèi)外水體中硝酸鹽污染的情況、硝酸鹽對人類的直接及間接危害以及導(dǎo)致我國水體中硝酸鹽超標的主要原因,對比目前可用于去除硝酸鹽的技術(shù),如生物法、化學法、吸附法和離子交換法等的優(yōu)缺點,闡釋了離子交換法是目前最具有發(fā)展前景的去除

2、飲用水中硝酸鹽的技術(shù)。
　　選用英國漂萊特A520E樹脂和國產(chǎn)HZ-222樹脂作為離子交換材料,進行了去除水中硝酸鹽污染的試驗研究。通過考察樹脂對硝酸鹽的吸附行為、試驗條件對吸附容量的影響、擬合吸附動力學模型、動邊界控制模型、熱力學模型,以期解明兩種樹脂對硝酸鹽吸附的原理,進而指導(dǎo)工程實踐和新型高效、廉價的大孔型離子交換樹脂的開發(fā)。
　　通過以上試驗研究,取得研究結(jié)果如下:
　　(1)兩種樹脂吸附NO3-的動力學試驗結(jié)

3、果表明,兩者的吸附平衡時間均為60min時,A520E樹脂和HZ-222樹脂在20℃時的吸附量分別為14.947mg/g、21.647mg/g。兩種樹脂對水中NO3-的吸附動力學可較好地符合準二級吸附動力學模型;樹脂吸附速率由顆粒擴散控制,因此,可通過減小粒徑和增大孔徑提高該類樹脂的吸附NO3-的容量。
　　(2)兩種樹脂對NO3-的吸附符合Langmuir吸附等溫模型;兩種樹脂的吸附過程為可自發(fā)進行,熵增的吸熱反應(yīng),因此適當提高

4、反應(yīng)溫度可增加該類樹脂的吸附NO3-的容量。
　　(3)在20℃、180rpm、100mg/LNO3-的試驗條件下,兩種樹脂的最佳固液比為:0.3g/50mL,即最佳質(zhì)量比為6‰,溶液最佳pH值約為6;該條件下A520E樹脂和HZ-222樹脂的去除率分別達90.88％、94.05%。
　　(4)在有其他離子共存的水體中,對樹脂吸附NO3-容量影響最大的是SO42-,而Cl-、HCO3-對其干擾較弱;另從樹脂的選擇性系數(shù)試驗得

5、出,兩種樹脂對NO3-的吸附先于SO42-和Cl-;同時HZ-222樹脂受這些陰離子的影響比漂萊特A520E樹脂顯著;
　　(5)再生劑濃度確定和再生性能測試結(jié)果表明,再生劑NaCl的最佳質(zhì)量濃度為9%;再生10次后A520E樹脂吸附NO3-的去除率降低了2個百分點,HZ-222則降低了5個百分點,可見A520E樹脂的再生性能較HZ-222的好;
　　(6)動態(tài)試驗結(jié)果表明,初始硝酸鹽溶液的低流速(100mL/min)可延長