基于鐵系順磁材料的超導(dǎo)磁吸附分離技術(shù)處理氟、砷廢水研究.pdf

1、目前，除氟、除砷方法主要有反滲透，離子交換，絮凝沉淀和吸附，但受到處理成本、處理效果和操作難度等限制，尚未有較好的處理方法。本課題利用超導(dǎo)磁分離技術(shù)并結(jié)合鐵系順磁性吸附劑分別進(jìn)行了含氟廢水與含砷廢水處理研究，該方法操作簡(jiǎn)單，成本低，污染物去除效率高，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　在處理含氟廢水研究中，首先通過(guò)共沉淀法制備了Fe/Al摩爾比分別為1:1，1:4，1:8（Al:Fe，4Al:Fe，8Al:Fe）三種復(fù)合吸附劑并進(jìn)行了表征。

2、結(jié)果表明吸附劑疏松多孔，具有無(wú)定型結(jié)構(gòu)，三種吸附劑均屬于順磁性材料，吸附劑的磁化強(qiáng)度與鐵含量成正比，而吸附劑的 pHzpc、比表面積和孔徑與鐵含量成反比。三種吸附劑平均粒徑變化范圍為48.2～52.1μm。吸附劑吸附氟能力隨著鋁含量增加而增大，Al:Fe，4Al:Fe，8Al:Fe對(duì)氟的Langmuir理論最大吸附量分別為35.09 mg/g，45.87 mg/g和56.60 mg/g。利用超導(dǎo)磁分離技術(shù)結(jié)合鐵鋁復(fù)合吸附劑方法可去除水中

3、87%的氟，出水氟濃度滿足WHO飲用水標(biāo)準(zhǔn)。增加磁場(chǎng)強(qiáng)度，降低流速以及減小鋼毛尺寸均有利于提高鐵鋁復(fù)合吸附劑的磁分離效率。當(dāng)氫氧根濃度為0.6 M時(shí)，4Al:Fe的氟解吸率達(dá)到最大值約為92.06%。當(dāng)吸附劑確定時(shí)，高磁場(chǎng)強(qiáng)度，低流速和細(xì)鋼毛有利于濃縮氟，氟污水最大濃縮倍數(shù)約為40。利用600 mm口徑工業(yè)級(jí)超導(dǎo)磁分離系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理量估算，含氟污水處理能力接近6.9×105 m3/a，氟污水處理成本約2.1元/噸。
　　在處理含

4、砷廢水研究中，首先通過(guò)共沉淀法制備了Fe/Mn摩爾比分別為3:1，6:1，9:1（3Fe:Mn，6Fe:Mn，9Fe:Mn）的三種復(fù)合吸附劑并進(jìn)行了表征。分析結(jié)果表明吸附劑疏松多孔，表面粗糙，6Fe:Mn和9Fe:Mn具有無(wú)定型二線水鐵礦結(jié)構(gòu)，三種吸附劑均屬于順磁性材料，三者pHzpc均在4.0左右，三種吸附劑BET比表面積及平均粒徑變化范圍分別為89.2～283.6 m2/g，25.8～28.1μm。鐵錳復(fù)合吸附劑吸附砷實(shí)驗(yàn)表明：在A

5、s(III):As(V)=1:1條件下，3Fe:Mn，6Fe:Mn對(duì)As(III)平均去除率分別比對(duì)As(V)去除率高13.7%和14.6%，9Fe:Mn對(duì) As(V)平均去除率比As(III)高14.1%。在As(III):As(V)=1:3條件下，砷去除效率與吸附劑中錳含量成正比。As(III):As(V)=3:1條件下的砷去除難度較大。吸附劑吸附五次砷后，砷平均去除率由86.5%降至38%。利用超導(dǎo)磁分離技術(shù)結(jié)合鐵錳復(fù)合吸附劑可去