【摘要】：我國(guó)是一個(gè)水資源缺乏的國(guó)家，近年來(lái)，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(shì)，水中的溶解性污染物如高氟、余氯、消毒副產(chǎn)物等對(duì)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(diǎn)，限制了其在實(shí)際中的應(yīng)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(duì)目前飲用水中普遍存在的高氟、氯化消毒副產(chǎn)物對(duì)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(jìn)行飲用水除氟、除余氯研究。通過(guò)對(duì)熱處理后電氣石的靜態(tài)條件實(shí)驗(yàn),得到熱處理電氣石對(duì)氟和余氯的初步去除性能，，并考察了不同因素對(duì)去除效果的影響。為提高電氣石對(duì)氟和余氯的去除能力，對(duì)電氣石進(jìn)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(cè)得載鐵后的電氣石對(duì)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(guò)小，實(shí)際應(yīng)用存在困難，我們對(duì)微米級(jí)的電氣石顆粒進(jìn)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(duì)得到的電氣石膜材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分析，測(cè)試其對(duì)氟和余氯的動(dòng)態(tài)去除效果。 研究成果主要有以下幾點(diǎn)： （1）熱處理電氣石除氟靜態(tài)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：電氣石粒徑越小，其對(duì)余氯的去除能力就越強(qiáng)，最佳粒徑為5μm；除余氯實(shí)驗(yàn)中電氣石最佳熱處理溫度為200℃；電氣石對(duì)余氯的吸附容量隨溶液初始余氯濃度的升高而增大；pH對(duì)電氣石除余氯效果影響并不明顯。 （2）通過(guò)對(duì)粒徑5μm、200℃熱處理后的電氣石進(jìn)行載鐵改性有效提高了電氣石對(duì)氟和余氯的去除能力。載鐵電氣石對(duì)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(shí)間為5h。電氣石對(duì)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(shí)驗(yàn)所研究的濃度范圍內(nèi)電氣石對(duì)余氯的吸附可近似用Langmuir等溫方程來(lái)描述。反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí)載鐵電氣石對(duì)余氯的吸附即可達(dá)到平衡。 （3）載鐵電氣石對(duì)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(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)氟的吸附在2.5h達(dá)到平衡。在進(jìn)行除氟、除余氯實(shí)驗(yàn)的同時(shí)檢測(cè)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(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)飲水不造成二次污染。 （4）通過(guò)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(guò)靜電紡絲法將微米級(jí)電氣石顆粒固定化，紡絲條件為：混合液流動(dòng)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(jī)玻璃柱進(jìn)行動(dòng)態(tài)除氟、除余氯實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著流速的減小，吸附實(shí)驗(yàn)的穿透時(shí)間增長(zhǎng)；原水余氯及氟離子濃度的增大導(dǎo)致動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的穿透時(shí)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(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R123.1

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本文編號(hào)：2475794