改性活性氧化鋁去除飲用水中氟化物的效能研究.pdf

1、氟是維持身體各項(xiàng)生理機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的微量元素之一，適量的氟可以有效促進(jìn)硬組織骨骼和牙齒的鈣化，但攝入量過(guò)高則會(huì)引起氟中毒。人體所需的氟主要來(lái)自飲水，長(zhǎng)期飲用高氟水可患氟骨病，輕者誘發(fā)氟斑牙，重者導(dǎo)致四肢變形，以致癱瘓，危及生命。因此，經(jīng)濟(jì)合理、應(yīng)用成熟的吸附除氟法越來(lái)越受到重視。活性氧化鋁(Activated Alumina，AA)是吸附法中大量使用的一種除氟劑，但其吸附容量較低，使用壽命較短，再生后除氟效果不佳，限制了其進(jìn)一步推廣

2、。本文研究了改性活性氧化鋁（Modified Activated Alumina，MAA）的制備，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附性能，解吸-活化再生方法，并借助表征手段探討其除氟機(jī)理。
　　本研究采用浸漬-焙燒法分別對(duì)活性炭、沸石和活性氧化鋁進(jìn)行載鑭(La)、載鎂(Mg)和載鑭-鎂(La-Mg)改性，進(jìn)行除氟性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明La-Mg-AA的除氟效果最好。通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)考察La-Mg-AA的吸附性能。靜態(tài)試驗(yàn)研究MAA的反應(yīng)時(shí)間、投加量、初

3、始pH值、震蕩頻率和共存陰離子等因素對(duì)除氟性能的影響;動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究進(jìn)水濃度、進(jìn)水流速和濾料高度等因素對(duì)除氟性能的影響。靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明：最佳吸附條件為:吸附時(shí)間120 min，投加量2.0g/L、初始pH值7.0±0.2、震蕩頻率180 r/min，MAA對(duì)10 mg/L高氟水的去除率達(dá)97.7％。MAA的最大飽和吸附量為8.56 mg/g，是AA的2.0倍。含氟水溶液中其它共存陰離子對(duì)MAA除氟性能的影響力大小為:CO2-3＞SO4-

4、2＞CI-＞ NO-3。MAA對(duì)F-的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附等溫線對(duì)Langmuir模型擬合度較高，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，可自發(fā)進(jìn)行，溫度越高自發(fā)程度越大。MAA對(duì)F-吸附速率不僅受到液膜擴(kuò)散的影響，還受到粒子內(nèi)擴(kuò)散的控制，液膜擴(kuò)散占據(jù)主導(dǎo)作用。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明:MAA對(duì)F-的動(dòng)態(tài)吸附性能對(duì)Thomas模型擬合度較高，動(dòng)態(tài)飽和吸附量為2.99 mg/g，是AA的1.24倍。穿透時(shí)間和吸附飽和時(shí)間受進(jìn)水濃度、進(jìn)水流速和濾料高度的影響較

5、大。其它條件一定時(shí)，進(jìn)水濃度越高，進(jìn)水流速越快，濾料高度越低，穿透時(shí)間和吸附飽和時(shí)間越短。本試驗(yàn)使用NaOH溶液和H2SO4溶液對(duì)吸附飽和的MAA進(jìn)行解吸-活化再生處理。試驗(yàn)研究NaOH溶液濃度、解吸時(shí)間對(duì)脫附率的影響，考察靜態(tài)和動(dòng)態(tài)再生循環(huán)次數(shù)對(duì)MAA再生性能的影響。結(jié)果表明:0.25 mol/L的NaOH溶液解吸6.0 h，1％的H2SO4溶液活化1.0 h后，靜態(tài)再生循環(huán)四次或動(dòng)態(tài)再生循環(huán)三次，除氟性能基本不受影響，再生效果好。采