【摘要】：砷在自然環(huán)境中分布廣泛,是一種危害性十分大的有毒物質(zhì),在地球化學(xué)作用和人類(lèi)活動(dòng)的影響下可發(fā)生遷移和富集,其中地下水是砷污染物富集的重要場(chǎng)所。砷在地下水中常以亞砷酸鹽和砷酸鹽的形式存在,鐵錳氧化物對(duì)其具備良好的吸附能力。飲用水處理中,吸附法是研究最為廣泛的除砷技術(shù)之一,具有操作簡(jiǎn)單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本課題研究中,采用表面附著復(fù)合錳氧化膜的石英砂濾料作為濾池的填充濾料,在中試規(guī)模實(shí)驗(yàn)條件下,探究活性復(fù)合錳氧化膜(后文中簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合錳氧化膜)的除砷性能。得出的結(jié)論如下:(1)當(dāng)原水中As(Ⅲ)濃度較低(20μg/L)時(shí),復(fù)合錳氧化膜對(duì)地下水中As(Ⅲ)與Fe(II)、Mn(II)、NH_4~+-N復(fù)合污染物的去除能力可在長(zhǎng)時(shí)間(144h)內(nèi)保持有效,出水達(dá)標(biāo);當(dāng)原水As(Ⅲ)濃度較高時(shí)(70μg/L),濾池連續(xù)運(yùn)行50h后出水中出現(xiàn)砷穿透,但對(duì)Fe(II)、Mn(II)、NH_4~+-N的去除仍然保持高效,去除率接近100%;反沖洗法不能使復(fù)合錳氧化膜的除砷性能得到有效恢復(fù);脫附法中,以NaHCO_3和NaOH作為脫附劑時(shí),復(fù)合錳氧化膜的除砷性能恢復(fù)明顯,且NaHCO_3和NaOH的最優(yōu)脫附濃度分別為0.5mol/L和0.01mol/L。(2)堿性環(huán)境中,反應(yīng)后復(fù)合錳氧化膜表面負(fù)載大量OH~-,氧化膜與HAsO_4~(2-)的靜電相斥作用增強(qiáng),去除As(Ⅴ)的性能減弱;水中Fe(II)濃度升高可提高復(fù)合錳氧化膜表面的有效吸附點(diǎn)位,增強(qiáng)其除As(Ⅴ)的性能;復(fù)合錳氧化膜去除As(Ⅲ)的過(guò)程中,伴隨As(Ⅲ)與As(Ⅴ)之間價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程的發(fā)生,說(shuō)明As(Ⅲ)的去除過(guò)程并非是一個(gè)單純的吸附去除。(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)比復(fù)合錳氧化膜與自然氧化膜的除砷性能,得出結(jié)論為前者的除砷性能明顯優(yōu)于后者。二者之間存在除砷性能差異的原因有,一石英砂表面形成的復(fù)合錳氧化膜比自然氧化膜更厚實(shí),所以相同體積石英砂濾料可以攜帶的活性鐵錳氧化物量更多;二復(fù)合錳氧化膜中鐵、錳的元素百分比明顯的高于自然氧化膜,說(shuō)明等量的氧化膜中前者所含MnO_x、FeO_x更多,在反應(yīng)過(guò)程提供有效氧化位和吸附位的機(jī)會(huì)更大;三反應(yīng)前后,復(fù)合錳氧化膜的表面結(jié)構(gòu)不易產(chǎn)生變化,自然氧化膜反應(yīng)后結(jié)構(gòu)變化明顯,說(shuō)明前者的除砷性能比后者更加穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU991.2

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