类水滑石复合脱氟剂的再生及吸附性能研究

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根据人体对氟的摄入量不同,氟对人体的健康可以是有益的也可以是有害的。世界卫生组织规定饮用水中的氟离子浓度不得高于1.5mg/L,而我国规定饮用水的氟离子浓度不得高于1.0mg/L。在世界范围内,尤其是半干旱地区地下水中氟离子对人体健康的危害是一个备受关注的问题。在本课题组对类水滑石复合脱氟剂研究的基础上,对此脱氟剂进行扩展研究:研究各种再生手段对再生效果的影响:煅烧、酸浸泡、在盐酸浸泡后煅烧、在碱浸泡、碱浸泡后煅烧、CaCl2溶液中浸泡后煅烧,其中没有经过煅烧的再生手段没有明显的再生效果;而经过煅烧的再生效果较好,碱浸泡后煅烧的再生吸附效率最好,可达到90%左右。分别在300、350、400、450、500、550、600℃条件下煅烧1h,再生后的吸附剂做静态吸附实验,结果表明400℃为最佳煅烧温度;又分别在400℃条件下煅烧0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4h,静态吸附结果表明煅烧2h为佳煅烧时间;分别在pH=8、9、10、11、12、13、14的NaOH溶液中浸泡1.5h,清洗后在400℃条件下煅烧2h,静态吸附结果表明pH=9时再生效果最佳。采用固定床反应器装填该复合脱氟剂进行不同条件下的动态氟吸附实验,分析穿透曲线(以出水F-浓度1.0mg/L为穿透点),并分别利用Thomas、“shortcut”、Boltzmann模型对不同条件下穿透曲线进行模拟计算。固定床反应器内径4cm,长20cm。一般参数设为:床层质量为4g、流量为12mL/min、初始氟离子浓度10mg/L(以NaF溶液作为模拟含氟水)、温度为30℃、初始pH=7。在其他条件不变的情况下分析单因素影响实验:床层质量为3、4、5g;流量为10、12、14mL/min;初始F-浓度为5、10、15mg/L;环境温度20、30、40℃;初始pH为3、7、10;共存阴离子Cl-、SO42-、NO<sup>3-、HCO3-。穿透曲线分析,处理水量随床层质量增大而增大、随流量增大而减小、随浓度增大而减小、随温度的升高而增大、碱性条件下氟吸附性能低下、共存阴离子对氟离子的竞争吸附关系为HCO3->SO42-> NO<sup>3-> Cl-;通过模拟计算,Boltzmann模型对穿透曲线模拟的相关性最好。
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