燃煤灰渣-四氧化三鐵改性復(fù)合吸附劑對(duì)水中低濃度砷的處理研究.pdf

1、四氧化三鐵對(duì)水體中的砷有較高親和力，且具有磁性便于分離，近年來(lái)在水體砷污染控制方面?zhèn)涫荜P(guān)注。本論文采用燃煤灰渣經(jīng)預(yù)處理后負(fù)載四氧化三鐵，并對(duì)其分別進(jìn)行高溫煅燒和二氧化錳修飾等處理，制備出兩種吸附材料，應(yīng)用于水中低濃度砷的去除。探討了兩種材料除砷的最適條件、吸附特征及反應(yīng)機(jī)理。并通過(guò)SEM、XRD、FTIR等手段對(duì)所制備的吸附材料進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　煅燒溫度及載氣條件對(duì)Fe3O4-HBC除砷效率有較大影響。經(jīng)1000℃煅

2、燒會(huì)明顯造成吸附材料的板結(jié)，1000℃空氣條件下煅燒后除砷效率急劇下降，而1000℃氮?dú)鈼l件下煅燒反而有助于砷的去除，煅燒后對(duì)As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的最大吸附量分別由1.581、1.566mg/g增加至3.297、3.131mg/g。高溫煅燒體系對(duì)As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的吸附均可利用Langmuir等溫式進(jìn)行很好的擬合。
　　MnO2負(fù)載比例對(duì)MnO2-Fe3O4-HBC體系的除砷效率有一定的影響，經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)n(Fe3O4)

3、∶n(MnO2)=3∶2的吸附材料對(duì)砷的處理效率要優(yōu)于n(Fe3O4)∶n(MnO2)=2∶1和n(Fe3O4)∶n(MnO2)=1∶1兩種比例。進(jìn)行吸附等溫線擬合發(fā)現(xiàn)，Langmuir等溫式能夠較好的擬合該體系對(duì)As(Ⅴ)的吸附，而對(duì)As(Ⅲ)的吸附用Freundulich等溫式擬合更為合理。
　　初始pH對(duì)Fe3O4-HBC高溫煅燒體系及MnO2-Fe3O4-HBC體系的除砷效率都有較大的影響。隨pH的升高，F(xiàn)e3O4-HBC

4、-1000℃(N2)對(duì)As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的去除率均呈現(xiàn)先上升后下降，pH在4～10范圍內(nèi)去除率均能達(dá)到100％左右。而MnO2-Fe3O4-HBC體系對(duì)As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的去除率均隨著pH的升高逐漸減小，pH≤7時(shí)對(duì)砷的去除率在90％以上。
　　隨著反應(yīng)時(shí)間的增加Fe3O4-HBC高溫煅燒體系及MnO2-Fe3O4-HBC體系對(duì)As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的吸附均呈現(xiàn)總?cè)コ手饾u增大、去除速率逐漸減小的趨勢(shì)。采用Fe3O4-H

5、BC-1000℃(N2)作為吸附劑，6h后As(Ⅴ)的濃度由100μg/L降低至低于1μg/L，As(Ⅲ)的去除相對(duì)較慢，但經(jīng)過(guò)10h后也降至不足3μg/L。采用MnO2-Fe3O4-HBC體系吸附6h后，As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的濃度均降低至低于10μg/L，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值。利用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)及二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3O4-HBC高溫煅燒體系及MnO2-Fe3O4-HBC體系對(duì)As(Ⅴ)及As(Ⅲ)的吸附過(guò)程均符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)。<