载锰活性氧化铝对地下水除氟机理研究
2021-07-06范维利傅金祥高禹佳高连松
沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2021年3期
由 昆,范维利,傅金祥,高禹佳,高连松
(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁 沈阳 110168)
氟是人体生命活动所需的微量元素,适量摄入具有一定益处[1],若长期超标摄入则有可能导致氟中毒[2]。在我国,高氟地下水分布范围非常广泛,特别是一些农村地区由于经济环境条件有限,无法采用常规改水措施防氟,且一些除氟设施并未正常投入使用[3]。目前,在工程实践中,多用沉淀法[4]、膜分离法、吸附法等对地下水进行除氟。沉淀法是向水中投加的化学药剂与氟离子反应生产沉淀而被去除。混凝法除氟成本低廉、操作简便,但投药量较大,且沉淀时间较长。纳滤、反渗透等膜分离方法[5]是以压力、浓度差等为驱动力,将氟化物通过选择透过膜分离的过滤方法,除氟效果一般在50%~98%,效果稳定、管理简单,但价格偏贵,且使用过程中膜容易被污染和堵塞,产水率低,不适用于农村。吸附法[6-9]主要通过吸附剂与含氟溶液接触,利用固、液相分配系数的差异,氟离子通过物理、化学作用附着于吸附剂上,从而达到除氟的效果。吸附剂吸附饱和后可使用再生液对其进行再生,恢复其除氟能力。该方法由于操作简便、成本低廉等优势被广泛使用,但常规吸附剂平衡吸附容量较低,因此笔者研究旨在提高传统吸附剂的除氟性能。近年来,相关研究证明锰矿对氟离子具有很强的吸附性能[10-11]。其中γ型MnOOH吸附性能比其他锰砂更好一些[11]。笔者对活性氧化铝(Activated Alumina,AA)进行改性;通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析其结构和性能特征;通过吸附动力学试验和吸附热力学试验来探究其除氟机理。……
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