【摘要】：我國是一個水資源缺乏的國家，近年來，許多地區(qū)的飲水都受到了不同程度的污染，且呈逐年加劇的趨勢，水中的溶解性污染物如高氟、余氯、消毒副產(chǎn)物等對水質(zhì)的影響日益引起人們的重視。然而目前除氟和除氯的方法比較少，并且都不同程度存在一些缺點，限制了其在實際中的應用。因而尋求一種高效的飲用水處理手段具有十分重要的意義。 本文針對目前飲用水中普遍存在的高氟、氯化消毒副產(chǎn)物對人體產(chǎn)生的危害，利用產(chǎn)自內(nèi)蒙古的黑電氣石礦物為材料，進行飲用水除氟、除余氯研究。通過對熱處理后電氣石的靜態(tài)條件實驗,得到熱處理電氣石對氟和余氯的初步去除性能，，并考察了不同因素對去除效果的影響。為提高電氣石對氟和余氯的去除能力，對電氣石進行了以亞鐵為改性劑的載鐵改性，確定了最佳改性條件,并測得載鐵后的電氣石對余氯和氟的去除能力都得到了顯著提高。由于電氣石顆粒過小，實際應用存在困難，我們對微米級的電氣石顆粒進行了固定化，以靜電紡絲法將電氣石與聚丙烯腈溶液混合后制成具有親水性和透水性的膜狀材料，并確定了紡絲的最佳條件。最后對得到的電氣石膜材料進行動態(tài)實驗分析，測試其對氟和余氯的動態(tài)去除效果。 研究成果主要有以下幾點： （1）熱處理電氣石除氟靜態(tài)實驗結(jié)果表明,電氣石最佳除氟條件為：電氣石粒徑5μm，熱處理溫度600℃，電氣石用量為1g/100mL，溶液初始pH為4.3。熱處理電氣石除余氯實驗結(jié)果顯示：電氣石粒徑越小，其對余氯的去除能力就越強，最佳粒徑為5μm；除余氯實驗中電氣石最佳熱處理溫度為200℃；電氣石對余氯的吸附容量隨溶液初始余氯濃度的升高而增大；pH對電氣石除余氯效果影響并不明顯。 （2）通過對粒徑5μm、200℃熱處理后的電氣石進行載鐵改性有效提高了電氣石對氟和余氯的去除能力。載鐵電氣石對余氯的最大去除率高于99%，處理后溶液中剩余的余氯濃度低于0.2mg/L。得到最佳改性條件為：改性液中亞鐵濃度100mg/L，初始pH為7左右，改性時間為5h。電氣石對余氯的吸附容量隨溶液中余氯初始濃度的升高而增大，在實驗所研究的濃度范圍內(nèi)電氣石對余氯的吸附可近似用Langmuir等溫方程來描述。反應時間為2h時載鐵電氣石對余氯的吸附即可達到平衡。 （3）載鐵電氣石對氟的去除率高于90%，處理后氟離子濃度明顯小于1mg/L，低于國家飲用水標準。對氟的吸附在2.5h達到平衡。在進行除氟、除余氯實驗的同時檢測溶液中亞鐵及總鐵的濃度，結(jié)果表明溶出鐵濃度均明顯低于國家飲用水標準，對飲水不造成二次污染。 （4）通過掃描電鏡及能譜分析載鐵前后電氣石形態(tài)及元素變化，分析推斷電氣石改性后表面均勻載有亞鐵。 （5）通過靜電紡絲法將微米級電氣石顆粒固定化，紡絲條件為：混合液流動速度為1.5mL/h，噴嘴與收集板間距離14cm，室內(nèi)溫度25℃、濕度20%，PAN濃度為16%，電氣石與PAN溶液質(zhì)量比為1:3。 （6）將電氣石膜材料裝入有機玻璃柱進行動態(tài)除氟、除余氯實驗，實驗結(jié)果表明：隨著流速的減小，吸附實驗的穿透時間增長；原水余氯及氟離子濃度的增大導致動態(tài)實驗的穿透時間縮短；在相同原水離子濃度、流速和不同膜材料高度的條件下，電氣石膜材料厚度越小，吸附柱越先被穿透。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R123.1

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