活性复合锰氧化膜的除砷性能与机理探究

发布时间：2020-03-25 05:26

【摘要】：砷在自然环境中分布广泛,是一种危害性十分大的有毒物质,在地球化学作用和人类活动的影响下可发生迁移和富集,其中地下水是砷污染物富集的重要场所。砷在地下水中常以亚砷酸盐和砷酸盐的形式存在,铁锰氧化物对其具备良好的吸附能力。饮用水处理中,吸附法是研究最为广泛的除砷技术之一,具有操作简单方便、经济实用性强等优点。本课题研究中,采用表面附着复合锰氧化膜的石英砂滤料作为滤池的填充滤料,在中试规模实验条件下,探究活性复合锰氧化膜(后文中简称复合锰氧化膜)的除砷性能。得出的结论如下:(1)当原水中As(Ⅲ)浓度较低(20μg/L)时,复合锰氧化膜对地下水中As(Ⅲ)与Fe(II)、Mn(II)、NH_4~+-N复合污染物的去除能力可在长时间(144h)内保持有效,出水达标;当原水As(Ⅲ)浓度较高时(70μg/L),滤池连续运行50h后出水中出现砷穿透,但对Fe(II)、Mn(II)、NH_4~+-N的去除仍然保持高效,去除率接近100%;反冲洗法不能使复合锰氧化膜的除砷性能得到有效恢复;脱附法中,以NaHCO_3和NaOH作为脱附剂时,复合锰氧化膜的除砷性能恢复明显,且NaHCO_3和NaOH的最优脱附浓度分别为0.5mol/L和0.01mol/L。(2)碱性环境中,反应后复合锰氧化膜表面负载大量OH~-,氧化膜与HAsO_4~(2-)的静电相斥作用增强,去除As(Ⅴ)的性能减弱;水中Fe(II)浓度升高可提高复合锰氧化膜表面的有效吸附点位,增强其除As(Ⅴ)的性能;复合锰氧化膜去除As(Ⅲ)的过程中,伴随As(Ⅲ)与As(Ⅴ)之间价态转化过程的发生,说明As(Ⅲ)的去除过程并非是一个单纯的吸附去除。(3)在相同实验条件下,对比复合锰氧化膜与自然氧化膜的除砷性能,得出结论为前者的除砷性能明显优于后者。二者之间存在除砷性能差异的原因有,一石英砂表面形成的复合锰氧化膜比自然氧化膜更厚实,所以相同体积石英砂滤料可以携带的活性铁锰氧化物量更多;二复合锰氧化膜中铁、锰的元素百分比明显的高于自然氧化膜,说明等量的氧化膜中前者所含MnO_x、FeO_x更多,在反应过程提供有效氧化位和吸附位的机会更大;三反应前后,复合锰氧化膜的表面结构不易产生变化,自然氧化膜反应后结构变化明显,说明前者的除砷性能比后者更加稳定。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨雷;;新型滤料在地下水除砷中的应用[J];化工管理;2017年30期

2 刘琼;;锑火法精炼深度除砷的生产实践[J];中国有色冶金;2008年02期

3 ;一种快速除砷除硒方法运用于锑冶炼生产[J];有色冶金节能;2003年03期

4 陈德林;姚志麒;陆运成;;水和废水的除砷方法[J];上海环境科学;1987年11期

5 严伟;;世界上最大的地下水除砷设备在江苏投产[J];建筑技术通讯(给水排水);1988年03期

6 严伟;;世界上最大的除砷工艺和设备通过鉴定[J];重庆环境科学;1988年04期

7 严伟;;达到国际水平的地下水除砷技术[J];上海环境科学;1988年08期

8 薛萍;硫氢化钠法酸性污水除砷探讨[J];硫酸工业;1989年04期

9 永井 ,忠雄 ,崔平;用溶剂萃取法从铜电解液中除砷[J];有色矿冶;1989年04期

10 金贵忠;快速除砷除硒炼锑新工艺[J];中国有色冶金;2005年02期

相关会议论文 前10条

1 金贵忠;;快速除砷除硒炼锑新工艺[A];中国有色金属学会——第二届青年论坛学术会议论文集[C];2004年

2 徐正超;唐文书;李荣辉;孙武珠;崔航;高世安;李琦;尚建库;;高效纳米金属氧化物除砷研究进展[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

3 张伟;张高生;;纳米结构钛锰复合氧化物的制备、表征及砷吸附行为研究[A];2014年第12届全国水处理化学大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2014年

4 郭成会;张维佳;夏圣骥;;纳滤膜对水中五价砷去除效率的研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年

5 叶国华;童雄;张杰;;含砷矿石的除砷研究进展[A];2006年全国金属矿节约资源及高效选矿加工利用学术研讨与技术成果交流会论文集[C];2006年

6 李雅轩;陈梅青;王瑜瑜;王洪杰;;铁锰氧化物/醋酸纤维素复合材料制备及除砷性能研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集（第五卷）[C];2013年

7 罗翔;伍珍秀;付自碧;苏毅;;利用铁盐去除钒溶液中的杂质砷的试验[A];第三届钒产业先进技术研讨与交流会论文集[C];2015年

8 王晓伟;席北斗;夏训峰;何连生;;纳滤技术在地下水除砷中的应用[A];2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）[C];2014年

9 刘剑锋;那平;张海燕;;钛柱撑型蒙脱土除砷吸附剂的研制与表征[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年

10 苏颖;李长胜;;天然改性吸附滤料去除饮用水中低浓度砷的工艺技术方法研究[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）[C];2015年

相关重要报纸文章 前3条

1 王景春;郑州启动水体除砷重大专项[N];中国化工报;2010年

2 黄海涛;锡矿山除砷环保技术亟待推广[N];中国矿业报;2003年

3 风影;美研制成功突破性纳米除砷专利技术[N];中国有色金属报;2005年

相关博士学位论文 前7条

1 吴昆明;天然磁铁矿化学改性及其除砷性能[D];中国地质大学(北京);2018年

2 赵凯;改性天然菱铁矿除砷性能与应用[D];中国地质大学（北京）;2014年

3 赵俊英;氟对蜈蚣草去除地下水中砷的影响研究[D];中国地质大学(北京);2012年

4 王海娟;西南含砷金矿区砷富集植物筛选及其除砷应用研究[D];昆明理工大学;2012年

5 修伟;耐砷铁氧化菌的除砷特征及其机理研究[D];中国地质大学(北京);2016年

6 侯晓川;镍钼矿冶炼烟尘中硒的提取新工艺及其机理研究[D];中南大学;2011年

7 刘琼;铁氧化菌的耐砷性能及除砷特征[D];中国地质大学(北京);2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 李W，

本文编号：2599469