本文關鍵詞：羥基氧化鐵復合物去除飲用水中鐵錳試驗研究，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,占城鎮(zhèn)飲用水水源地的38%左右。然而由于地質條件和人類生產生活的影響,我國地下水水質不容樂觀,其中鐵、錳為主要的超標指標。高鐵錳地下水給人類生活和工農業(yè)生產帶來不便,甚至嚴重危害。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者關注的焦點。常用的地下水除鐵除錳的技術方法有氧化法(自然氧化法、接觸氧化法、化學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)點成為水處理工藝中最常用的方法之一。因而選擇經濟、高效、應用性強的吸附劑是吸附法應用的關鍵。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載羥基氧化鐵制備復合吸附劑,通過對比分析負載前后對水中鐵錳的去除效果,確定石負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時制備的沸石負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行表征；再通過靜態(tài)吸附實驗設計分析復合吸附劑去除水中鐵錳的影響因素,找出最佳吸附條件,并在此基礎上進行吸附等溫線以及吸附動力學研究。本論文主要研究結果表明：(1)通過對沸石負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)現沸石負載羥基氧化鐵可能有新的晶體產生,沸石負載羥基氧化鐵復合物層狀結構更加明顯,比表面積增大,有利于污染物的去除。(2)沸石負載羥基氧化鐵投加量為0.3g,pH值為7.5,吸附反應時間為4h時,Fe2+、Mn2+的去除率分別為100%、99.49%,剩余Fe2+、Mn2+的濃度均能達到我國生活飲用水衛(wèi)生標準要求。通過對投加量、pH值和吸附時間進行三因素三水平正交實驗,三種因素對沸石負載羥基氧化鐵除錳效果影響力大小為投加量吸附時間pH值。(3)通過對沸石負載羥基氧化鐵吸附Fe2+、Mn2+的吸附等溫線研究,確定Langmuir方程能更好的擬合沸石負載羥基氧化鐵對Fe2+、Mn2+的吸附過程。沸石負載羥基氧化鐵對Fe2+、Mn2+的最大吸附飽和量分別為8.18mg/g和2.69mg/g。(4)沸石負載羥基氧化鐵吸附Fe2+、Mn2+的吸附動力學過程均符合準二級動力學。
【關鍵詞】：沸石 羥基氧化鐵 復合物 吸附
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 飲用水的水質標準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 國內外去除飲用水中鐵錳的研究現狀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 羥基氧化鐵的性質及研究現狀22-23
• 1.6.1 羥基氧化鐵的性質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載研究23
• 1.7 研究目的和意義23-24
• 1.8 研究內容和技術路線24-26
• 1.8.1 研究內容24-25
• 1.8.2 技術路線25-26
• 第2章 試驗設計與方法26-32
• 2.1 試驗試劑和設備26-27
• 2.1.1 試驗水質26
• 2.1.2 試驗材料26
• 2.1.3 試驗化學試劑26-27
• 2.1.4 試驗設備27
• 2.2 測定方法及標準曲線的繪制27-29
• 2.2.1 火焰原子吸收法測定鐵和錳27
• 2.2.2 鐵標準曲線的繪制27-28
• 2.2.3 錳標準曲線的繪制28-29
• 2.3 吸附材料的預處理及其負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 活性炭負載羥基氧化鐵29-30
• 2.3.3 玉米秸稈的預處理及其負載羥基氧化鐵30
• 2.3.4 沸石的預處理及其負載羥基氧化鐵30
• 2.3.5 凹凸棒土的預處理及其負載羥基氧化鐵30-31
• 2.4 靜態(tài)吸附實驗31
• 2.5 數據分析方法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 米秸稈負載羥基氧化鐵前后對鐵錳的去除效果33-34
• 3.2.3 沸石負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載羥基氧化鐵對鐵錳的去除效果38-40
• 3.4 沸石負載羥基氧化鐵復合物表征分析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41-43
• 第4章 沸石負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 干擾物質對Fe~(2+)、Mn~(2+)吸附效果的影響49-51
• 4.3 正交實驗探討影響因素分析51-53
• 4.3.1 正交實驗設計51-52
• 4.3.2 正交實驗結果分析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+)等溫線擬合結果56-57
• 4.5 吸附動力學研究57-61
• 4.5.1 吸附動力學方程57-58
• 4.5.2 吸附Fe~(2+)的動力學分析58-60
• 4.5.3 吸附Mn~(2+)的動力學分析60-61
• 4.6 沸石負載羥基氧化鐵處理飲用水中鐵錳的安全性評價61
• 4.7 本章小結61-63
• 結論和建議63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-71
• 附錄71-75

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1 劉秉濤;王建康;;激光反射儀在溶液吸附動力學研究中的應用[J];華北水利水電學院學報;2010年03期

2 馬麗莎;張翠云;張勝;何澤;;苯并[α]芘在土壤中的吸附動力學[J];南水北調與水利科技;2010年06期

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4 宋興達;歐陽通;蘆敏;劉耀興;賴麗e，

本文編號：497938