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文檔簡介
1、目前地表水突發(fā)砷污染頻發(fā),嚴重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全,已成為亟待解決的環(huán)境問題。由于地表水突發(fā)砷污染事件具有水量大、濃度變化范圍廣、處理時間緊迫等特點,目前的常用除砷技術(shù)中,實際應用到地表水應急除砷的技術(shù)只有混凝沉淀法和吸附法。但在實踐中,混凝沉淀法應急除砷存在含砷底泥的二次污染和底泥的后續(xù)處理等問題。吸附法相對于混凝沉淀法,具有運行方便和無二次污染的優(yōu)點,有廣闊的發(fā)展前景。
本研究針對地表水突發(fā)砷污染問題,選用常用的吸
2、附材料進行除砷性能研究。對應用比較廣泛的活性氧化鋁進行吸附動力學、等溫線、熱力學及各因素(溫度、粒徑、pH、離子影響等)影響試驗研究,該研究對于活性氧化鋁應用于砷污染水體處理提供了理論依據(jù);同時通過把活性氧化鋁裝料成吸附袋,構(gòu)建移動吸附裝置,模擬應急吸附除砷系統(tǒng),探討移動除砷規(guī)律。試驗分析了裝置移動速度、初始濃度、吸附劑量和吸附袋長度等參數(shù)對除砷效果的影響,并用量綱分析法對除砷規(guī)律進行探討,以期得到各參數(shù)對砷吸附效率影響的經(jīng)驗公式,為移
3、動吸附除砷的實際應用提供一定的理論依據(jù)與技術(shù)參數(shù)。本論文的主要研究結(jié)果如下:
(1)通過除砷材料優(yōu)選試驗得出,活性氧化鋁、活性炭、沸石、粉煤灰和赤鐵礦的費蘭德里方程中的K值依次為0.48、0.32、0.03、0.03和0.06。K值代表吸附劑吸附容量的大小,說明氧化鋁對砷的吸附效果最好。
(2)活性氧化鋁吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ)平衡時間為24 h,吸附過程均符合偽二級吸附速率方程,粒徑內(nèi)擴散速率是控制反應速
4、率的因素;活性氧化鋁對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的平衡吸附量隨初始濃度增加而升高。由Langmuir方程得到理論的單層飽和吸附容量為71.94 mg/g和79.37 mg/g;吸附過程為自發(fā)放熱反應,升高溫度有利于吸附的進行;活性氧化鋁吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ)中的吸附平均自由能、吸附熱、焓變都比較低,說明吸附過程以物理吸附為主,無化學鍵等強作用力存在。
(3)粒徑越小,活性氧化鋁吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附容量越大;pH
5、在5.5~8.5之間,去除效果較好;溫度和溶解度對吸附的影響比較小,升高溫度有利于吸附的進行;活性氧化鋁吸附As(Ⅴ)時,PO43-有較大的影響,去除率分別下降了80%和50%,S2-和有機磷無明顯影響。相對來說AA吸附As(Ⅲ)時,幾乎不受這些離子的影響。故吸附過程中,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)受離子影響更小一些,穩(wěn)定性更好。
(4)吸附袋優(yōu)選試驗證明,運行速度對去除效果有很大的影響。在運行速度為1.71m/min條件下,在
6、吸附袋外徑<800 mm時,各層間活性氧化鋁達到吸附平衡。移動吸附試驗結(jié)果表明,運行速度1.71 m/min~3.8 m/min之間、初始濃度為0.14 mg/L~1.34mg/L之間、吸附劑量為7.5 kg和15 kg和吸附袋長度為200 mm和500 mm時,各層之間去除規(guī)律完全一致,各層間濃度沒有差異,達到中試試驗的最佳效果。
(5)運行速度對整個過程中的去除率影響不大,去除率均達到87%以上,對吸附速率有一定的影響
7、。在運行初期20 h內(nèi),運行速度越大,吸附速率越快。運行速度對吸附速率影響隨著時間的增加逐漸減?。怀跏紳舛葘θコ视酗@著影響,濃度越高,去除率越大,濃度為1.34 mg/L時比0.14 mg/L去除率高20%;吸附劑量為7.5 kg和15 kg時,去除率分別約為64%和87%。吸附劑量對吸附速率和去除率影響均比較大,吸附劑量大時去除率和吸附速率均比較大;在吸附劑量相同條件下,吸附袋長度為200 mm和500 mm時去除規(guī)律完全一致。
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