本文關(guān)鍵詞：羥基氧化鐵復(fù)合物去除飲用水中鐵錳試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地下水作為水資源的重要組成部分,因其較強(qiáng)的貯存能力以及穩(wěn)定的供水條件成為我國較多城市飲用水的重要來源。我國地下水飲用水水源地有1817個(gè),占城鎮(zhèn)飲用水水源地的38%左右。然而由于地質(zhì)條件和人類生產(chǎn)生活的影響,我國地下水水質(zhì)不容樂觀,其中鐵、錳為主要的超標(biāo)指標(biāo)。高鐵錳地下水給人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不便,甚至嚴(yán)重危害。因此發(fā)展簡便而有效的地下水除鐵除錳工藝成為了社會各類研究學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。常用的地下水除鐵除錳的技術(shù)方法有氧化法(自然氧化法、接觸氧化法、化學(xué)氧化法和生物氧化法)、離子交換法和吸附法等。其中吸附法因吸附劑種類多、適應(yīng)范圍廣操作簡便、吸附材料便于回收不會引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為水處理工藝中最常用的方法之一。因而選擇經(jīng)濟(jì)、高效、應(yīng)用性強(qiáng)的吸附劑是吸附法應(yīng)用的關(guān)鍵。本文首先分別選用活性炭、玉米秸稈、沸石和凹凸棒土四種吸附劑作為載體負(fù)載羥基氧化鐵制備復(fù)合吸附劑,通過對比分析負(fù)載前后對水中鐵錳的去除效果,確定石負(fù)載羥基氧化鐵作為吸附劑去除水中鐵錳效果最佳；然后通過調(diào)節(jié)OH-與Fe3+的摩爾比(堿比)制備不同堿比條件下的羥基氧化鐵復(fù)合物,對比分析其對水中鐵錳的去除效果,優(yōu)選出堿比為4：1時(shí)制備的沸石負(fù)載羥基氧化鐵對水中鐵錳去除效果最佳,并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)和比表面積分析對其進(jìn)行表征；再通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析復(fù)合吸附劑去除水中鐵錳的影響因素,找出最佳吸附條件,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行吸附等溫線以及吸附動力學(xué)研究。本論文主要研究結(jié)果表明：(1)通過對沸石負(fù)載羥基氧化鐵前后的掃描電鏡、X-射線衍射和比表面積的對比分析,發(fā)現(xiàn)沸石負(fù)載羥基氧化鐵可能有新的晶體產(chǎn)生,沸石負(fù)載羥基氧化鐵復(fù)合物層狀結(jié)構(gòu)更加明顯,比表面積增大,有利于污染物的去除。(2)沸石負(fù)載羥基氧化鐵投加量為0.3g,pH值為7.5,吸附反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí),Fe2+、Mn2+的去除率分別為100%、99.49%,剩余Fe2+、Mn2+的濃度均能達(dá)到我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。通過對投加量、pH值和吸附時(shí)間進(jìn)行三因素三水平正交實(shí)驗(yàn),三種因素對沸石負(fù)載羥基氧化鐵除錳效果影響力大小為投加量吸附時(shí)間pH值。(3)通過對沸石負(fù)載羥基氧化鐵吸附Fe2+、Mn2+的吸附等溫線研究,確定Langmuir方程能更好的擬合沸石負(fù)載羥基氧化鐵對Fe2+、Mn2+的吸附過程。沸石負(fù)載羥基氧化鐵對Fe2+、Mn2+的最大吸附飽和量分別為8.18mg/g和2.69mg/g。(4)沸石負(fù)載羥基氧化鐵吸附Fe2+、Mn2+的吸附動力學(xué)過程均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)。
【關(guān)鍵詞】：沸石 羥基氧化鐵 復(fù)合物 吸附
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 我國地下水資源概況及污染現(xiàn)狀13-14
• 1.2 高鐵錳地下水的危害14-15
• 1.2.1 飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)14
• 1.2.2 水中過量鐵、錳對人類健康的危害14
• 1.2.3 水中過量鐵、錳對人類生產(chǎn)生活的影響14-15
• 1.3 地下水鐵錳的來源與存在形式15-16
• 1.3.1 地下水中鐵的來源與存在形式15-16
• 1.3.2 地下水中錳的來源與存在形式16
• 1.3.3 地下水中鐵錳的共存16
• 1.4 我國高鐵錳地下水的分布16-17
• 1.5 國內(nèi)外去除飲用水中鐵錳的研究現(xiàn)狀17-22
• 1.5.1 自然氧化法17
• 1.5.2 接觸氧化法17-18
• 1.5.3 化學(xué)氧化法18-20
• 1.5.4 生物氧化法20-21
• 1.5.5 離子交換法21
• 1.5.6 吸附法21-22
• 1.6 羥基氧化鐵的性質(zhì)及研究現(xiàn)狀22-23
• 1.6.1 羥基氧化鐵的性質(zhì)22-23
• 1.6.2 羥基氧化鐵的催化作用23
• 1.6.3 羥基氧化鐵的吸附作用及其負(fù)載研究23
• 1.7 研究目的和意義23-24
• 1.8 研究內(nèi)容和技術(shù)路線24-26
• 1.8.1 研究內(nèi)容24-25
• 1.8.2 技術(shù)路線25-26
• 第2章 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法26-32
• 2.1 試驗(yàn)試劑和設(shè)備26-27
• 2.1.1 試驗(yàn)水質(zhì)26
• 2.1.2 試驗(yàn)材料26
• 2.1.3 試驗(yàn)化學(xué)試劑26-27
• 2.1.4 試驗(yàn)設(shè)備27
• 2.2 測定方法及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制27-29
• 2.2.1 火焰原子吸收法測定鐵和錳27
• 2.2.2 鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制27-28
• 2.2.3 錳標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制28-29
• 2.3 吸附材料的預(yù)處理及其負(fù)載羥基氧化鐵的制備29-31
• 2.3.1 羥基氧化鐵的制備29
• 2.3.2 活性炭負(fù)載羥基氧化鐵29-30
• 2.3.3 玉米秸稈的預(yù)處理及其負(fù)載羥基氧化鐵30
• 2.3.4 沸石的預(yù)處理及其負(fù)載羥基氧化鐵30
• 2.3.5 凹凸棒土的預(yù)處理及其負(fù)載羥基氧化鐵30-31
• 2.4 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)31
• 2.5 數(shù)據(jù)分析方法31-32
• 2.5.1 去除率31
• 2.5.2 吸附容量31-32
• 第3章 羥基氧化鐵載體的選擇及優(yōu)化32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 四種吸附劑負(fù)載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果32-38
• 3.2.1 活性炭負(fù)載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果32-33
• 3.2.2 米秸稈負(fù)載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果33-34
• 3.2.3 沸石負(fù)載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果34-36
• 3.2.4 凹凸棒土負(fù)載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果36-37
• 3.2.5 四種羥基氧化鐵復(fù)合物除鐵除錳效果分析37-38
• 3.3 不同堿比條件下制備的沸石負(fù)載羥基氧化鐵對鐵錳的去除效果38-40
• 3.4 沸石負(fù)載羥基氧化鐵復(fù)合物表征分析40-41
• 3.4.1 SEM分析40
• 3.4.2 X-射線衍射分析40-41
• 3.4.3 比表面積分析41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 沸石負(fù)載羥基氧化鐵吸附鐵錳效果研究43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 沸石負(fù)載羥基氧化鐵吸附水中Fe~(2+)、Mn~(2+)的影響因素分析43-51
• 4.2.1 吸附劑投加量對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響43-44
• 4.2.2 吸附時(shí)間對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響44-45
• 4.2.3 溶液初始pH值對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響45-46
• 4.2.4 溫度對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響46-47
• 4.2.5 溶液中Fe~(2+)、Mn~(2+)的初始濃度對吸附效果的影響47-49
• 4.2.6 干擾物質(zhì)對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響49-51
• 4.3 正交實(shí)驗(yàn)探討影響因素分析51-53
• 4.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-53
• 4.4 吸附等溫線研究53-57
• 4.4.1 Langmuir吸附等溫方程53
• 4.4.2 Freundlich吸附等溫方程53-54
• 4.4.3 吸附Fe~(2+)等溫線擬合54-55
• 4.4.4 吸附Mn~(2+)等溫線擬合55-56
• 4.4.5 吸附Fe~(2+)、Mn~(2+)等溫線擬合結(jié)果56-57
• 4.5 吸附動力學(xué)研究57-61
• 4.5.1 吸附動力學(xué)方程57-58
• 4.5.2 吸附Fe~(2+)的動力學(xué)分析58-60
• 4.5.3 吸附Mn~(2+)的動力學(xué)分析60-61
• 4.6 沸石負(fù)載羥基氧化鐵處理飲用水中鐵錳的安全性評價(jià)61
• 4.7 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論和建議63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄71-75

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本文編號：497938