砷是有毒元素,我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006》規(guī)定飲用水中總砷的濃度不得超過10μg/L。部分地區(qū)自然水體中砷元素含量較高,嚴(yán)重威脅人體健康。高鐵酸鉀氧化吸附對水體砷污染具有較好的控制效果,但高鐵酸鉀生產(chǎn)成本高,不易存儲運(yùn)輸,研究可降低高鐵酸鉀用量的同時(shí)提高砷去除率的方法具有重要意義。砷在水中具有三價(jià)As（Ⅲ）和五價(jià)As（Ⅴ）兩個(gè)價(jià)態(tài),其中As（Ⅲ）比As（Ⅴ）的毒性和流動(dòng)性更強(qiáng),危害更大。本研究選取As（Ⅲ）為研究對象,利用少量生物炭（biochar）強(qiáng)化高鐵酸鉀對As（Ⅲ）的去除,通過對比高鐵酸鉀單獨(dú)去除As（Ⅲ）與生物炭單獨(dú)去除As（Ⅲ）的去除率,證明了生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As（Ⅲ）具有優(yōu)異的效果,去除率從57%提高到90%,增加了33%。通過掃描電鏡（SEM）、能量色散X射線光譜（EDS）、X射線光電子能譜分析（XPS）、傅里葉紅外光譜（FTIR）對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了表征分析,探究生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As（Ⅲ）的機(jī)理。反應(yīng)后樣品中C元素含量從82.6%降低到65.7%,O元素含量從17.4%提高到33.4%。XPS分析顯示強(qiáng)化反應(yīng)后,生物炭中C=C、C-C、C-... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 砷的存在及污染
        1.2.1 自然界中砷的分布
        1.2.2 砷的性質(zhì)和用途
        1.2.3 砷的毒害和砷污染
    1.3 砷的去除方法
        1.3.1 混凝-絮凝法
        1.3.2 吸附法
        1.3.3 離子交換法
        1.3.4 膜過濾法
        1.3.5 微生物法
    1.4 高鐵酸鉀在水處理中的研究進(jìn)展
        1.4.1 高鐵酸鉀的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.4.2 高鐵酸鉀在水處理中的應(yīng)用
    1.5 碳材料在水處理中的研究與應(yīng)用
        1.5.1 活性炭
        1.5.2 碳納米管
        1.5.3 石墨烯
        1.5.4 生物炭
    1.6 課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 課題研究的目的和意義
        1.6.2 課題研究的主要內(nèi)容
        1.6.3 技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及配置
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.1 高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的效果實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 生物炭吸附去除As(Ⅲ)的效果實(shí)驗(yàn)
        2.2.3 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的效果實(shí)驗(yàn)
        2.2.4 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的水質(zhì)背景因素影響實(shí)驗(yàn)
    2.3 樣品的分析檢測方法
        2.3.1 高鐵酸鉀的濃度測定
        2.3.2 砷的濃度測定
        2.3.3 掃描電鏡-能量色散X射線光譜
        2.3.4 X射線光電子能譜
        2.3.5 傅里葉紅外光譜
第3章 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)效能研究
    3.1 高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的效果實(shí)驗(yàn)
        3.1.1 高鐵酸鉀投量對去除As(Ⅲ)的影響
        3.1.2 高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的機(jī)理
    3.2 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的效果實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 不同類型生物炭選取
        3.2.2 生物炭吸附As(Ⅲ)的效果
        3.2.3 生物炭濃度對強(qiáng)化體系的影響
        3.2.4 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的效果
    3.3 本章小結(jié)
第4章 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)機(jī)理研究
    4.1 反應(yīng)前后生物炭表面形態(tài)元素分析
        4.1.1 生物炭表面形態(tài)分析
        4.1.2 生物炭元素分析
    4.2 反應(yīng)前后生物炭表面價(jià)鍵分析
        4.2.1 生物炭表面元素全譜圖分析
        4.2.2 生物炭表面鐵元素分析
        4.2.3 生物炭表面碳元素分析
        4.2.4 生物炭表面氧元素分析
        4.2.5 生物炭表面砷元素分析
    4.3 反應(yīng)前后生物炭表面官能團(tuán)分析
        4.3.1 反應(yīng)前生物炭表面官能團(tuán)譜圖分析
        4.3.2 反應(yīng)后生物炭表面官能團(tuán)譜圖分析
    4.4 生物炭強(qiáng)化高鐵酸鉀去除As(Ⅲ)的機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 不同方法去除砷效果比較及水質(zhì)背景的影響
    5.1 氧化吸附去除As(Ⅲ)的效能
    5.2 基于碳材料吸附去除As(Ⅲ)的效能
    5.3 膜技術(shù)去除As(Ⅲ)的效能
    5.4 含鐵、錳、鋁氧化物去除As(Ⅲ)的效能
    5.5 溶液pH對強(qiáng)化去除As(Ⅲ)的影響
    5.6 典型陰陽離子及腐殖酸對強(qiáng)化去除 As(Ⅲ)的影響
        5.6.1 典型陰陽離子對強(qiáng)化體系的影響
        5.6.2 其他影響離子對強(qiáng)化體系的影響
        5.6.3 腐殖酸對強(qiáng)化體系的影響
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3734018