新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝去除三價砷研究
發(fā)布時間：2020-12-07 15:08
砷分布在我們的環(huán)境中,主要以砷酸鹽、亞砷酸鹽、硫化砷的形式存在。在各種人體砷污染的途徑中,由于大多數(shù)砷化合物溶于水,因此水中砷污染處于第一位。長期攝入砷會導(dǎo)致砷中毒,并導(dǎo)致各種健康問題。水環(huán)境中常用的除砷方法有吸附法、電凝法、離子交換法、植物修復(fù)、生物修復(fù)、生物吸附和生物過濾法。傳統(tǒng)除砷工藝存在一定的局限性,在此采用新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝進(jìn)行As(Ⅲ)的去除,探究此工藝的優(yōu)勢及可行性。本文系統(tǒng)的考察了不同操作條件下此工藝對砷的去除效能和機(jī)理,并對混凝行為進(jìn)行分析。同時探究水中背景成分對工藝除砷的影響,并對新生態(tài)鐵緩解膜污染作用進(jìn)行考察。最后對模擬含砷松花江水進(jìn)行處理,并探究配水環(huán)境和實(shí)際水體下新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝連續(xù)運(yùn)行的除砷效能。結(jié)果表明,酸性條件下除砷效果較好,堿性條件下除砷率驟降,最佳pH=6。不同pH下Zeta電位不同,和絮體表面所帶電性有關(guān)。最佳NaClO/Fe比例為1:2;最佳鐵鹽投加量為3mg/L。不同初始As(Ⅲ)濃度處理效果不同,總體上新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝除砷效果優(yōu)于單獨(dú)氧化混凝工藝。單獨(dú)氧化混凝工藝隨反應(yīng)時間絮體粒徑增大,處于...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
反滲透除砷工藝示意圖
去除效果；同時，研究不同初始條件下混凝預(yù)處理對于膜通量、污染物截留效果及膜污染的影響。本課題的研究內(nèi)容包括：（1）研究不同操作條件下（pH、氧化劑/亞鐵比例、混凝劑投加量、初始As(III)濃度）新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝和單獨(dú)混凝工藝的除砷效能對比。比較不同 pH 下鐵鹽水解氧化產(chǎn)物的粒徑分布及 Zeta 電位，以探索新生態(tài)鐵與 As(III)作用機(jī)理。（2）研究水中背景成分（鈣離子、硫酸根離子、硅酸根離子、磷酸根離子、腐殖酸）對新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝和單獨(dú)氧化混凝工藝的除砷效能的影響對比。比較不同 pH 下背景成分對砷的去除率影響，探索其與新生態(tài)鐵的作用機(jī)理。（3）研究新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝對實(shí)際水體中砷的去除效能及對水質(zhì)改善作用，并探究重力流作用下新生態(tài)鐵對膜污染的減緩機(jī)制。本文的技術(shù)路線圖見圖 1-2。
圖 2-1 實(shí)驗裝置圖將亞鐵和次氯酸鈉依次加入裝有 As(III)的燒杯中，在恒溫磁力攪拌器上進(jìn)行混合，將混合后的溶液加入進(jìn)水箱，通過蠕動泵將溶液吸到高位恒定水箱，水箱出水口接超濾杯，溢流口接進(jìn)水箱，進(jìn)行溶液的循環(huán)。溶液在超濾杯中經(jīng)過重力驅(qū)動過超濾膜出水，出水經(jīng)電子天平計量，進(jìn)行通量的測定。同時將一定量的出水加 2%的濃硝酸酸化，樣品在 4℃下保存，進(jìn)行 ICP-MS 的測定，以確定出水中砷的濃度，分析除砷效果。本實(shí)驗所用超濾膜為聚醚砜膜，截留分子量為 100kDa，超濾膜表面有效面積約為 33cm2。實(shí)驗水體在重力驅(qū)動下進(jìn)行通量測試，作用水頭為 80cm。膜通量是指單位時間內(nèi)透過單位膜面積的流體量，單位一般為 L/(m2·h)，計算方法見式（2-1）：（2-1）式中 ——膜通量（L/(m2·h)）；
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氯消毒對城市污水中DOM的三維熒光特性影響[J]. 韓蕓,周學(xué)瑾,彭黨聰,王曉昌. 環(huán)境工程學(xué)報. 2012(07)
博士論文
[1]生物礦化納米FeOOH的特征與自組裝合成及其環(huán)境意義[D]. 孫振亞.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]新生態(tài)鐵混凝處理地下水中As（V）的效能及機(jī)理研究[D]. 李朝陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]亞鐵同步去除水中Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的效能及機(jī)理研究[D]. 董浩然.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]新生態(tài)鐵去除水中As（V）的效能研究[D]. 潘炳旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]氧氫氧化鐵對偶氮染料的吸附及光催化降解研究[D]. 杜建華.武漢理工大學(xué) 2006
本文編號：2903472
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
反滲透除砷工藝示意圖
去除效果；同時，研究不同初始條件下混凝預(yù)處理對于膜通量、污染物截留效果及膜污染的影響。本課題的研究內(nèi)容包括：（1）研究不同操作條件下（pH、氧化劑/亞鐵比例、混凝劑投加量、初始As(III)濃度）新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝和單獨(dú)混凝工藝的除砷效能對比。比較不同 pH 下鐵鹽水解氧化產(chǎn)物的粒徑分布及 Zeta 電位，以探索新生態(tài)鐵與 As(III)作用機(jī)理。（2）研究水中背景成分（鈣離子、硫酸根離子、硅酸根離子、磷酸根離子、腐殖酸）對新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝和單獨(dú)氧化混凝工藝的除砷效能的影響對比。比較不同 pH 下背景成分對砷的去除率影響，探索其與新生態(tài)鐵的作用機(jī)理。（3）研究新生態(tài)鐵原位混凝與重力膜濾組合工藝對實(shí)際水體中砷的去除效能及對水質(zhì)改善作用，并探究重力流作用下新生態(tài)鐵對膜污染的減緩機(jī)制。本文的技術(shù)路線圖見圖 1-2。
圖 2-1 實(shí)驗裝置圖將亞鐵和次氯酸鈉依次加入裝有 As(III)的燒杯中，在恒溫磁力攪拌器上進(jìn)行混合，將混合后的溶液加入進(jìn)水箱，通過蠕動泵將溶液吸到高位恒定水箱，水箱出水口接超濾杯，溢流口接進(jìn)水箱，進(jìn)行溶液的循環(huán)。溶液在超濾杯中經(jīng)過重力驅(qū)動過超濾膜出水，出水經(jīng)電子天平計量，進(jìn)行通量的測定。同時將一定量的出水加 2%的濃硝酸酸化，樣品在 4℃下保存，進(jìn)行 ICP-MS 的測定，以確定出水中砷的濃度，分析除砷效果。本實(shí)驗所用超濾膜為聚醚砜膜，截留分子量為 100kDa，超濾膜表面有效面積約為 33cm2。實(shí)驗水體在重力驅(qū)動下進(jìn)行通量測試，作用水頭為 80cm。膜通量是指單位時間內(nèi)透過單位膜面積的流體量，單位一般為 L/(m2·h)，計算方法見式（2-1）：（2-1）式中 ——膜通量（L/(m2·h)）；
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氯消毒對城市污水中DOM的三維熒光特性影響[J]. 韓蕓,周學(xué)瑾,彭黨聰,王曉昌. 環(huán)境工程學(xué)報. 2012(07)
博士論文
[1]生物礦化納米FeOOH的特征與自組裝合成及其環(huán)境意義[D]. 孫振亞.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]新生態(tài)鐵混凝處理地下水中As（V）的效能及機(jī)理研究[D]. 李朝陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]亞鐵同步去除水中Cr(VI)/As(V)復(fù)合污染的效能及機(jī)理研究[D]. 董浩然.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]新生態(tài)鐵去除水中As（V）的效能研究[D]. 潘炳旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]氧氫氧化鐵對偶氮染料的吸附及光催化降解研究[D]. 杜建華.武漢理工大學(xué) 2006
本文編號：2903472
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