镧改性高炉渣对水中污染物的吸附性能研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:apple90317
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高炉渣是钢铁厂工业废弃物,具有一定的比表面积和吸附能力。本研究利用高炉渣为原料,通过离子交换法使用稀土元素镧对高炉渣进行改性处理,制备镧改性高炉渣吸附材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线能谱仪(EDX)等方法对改性吸附剂表征,研究其对四环素和磷的吸附去除性能,研究结果如下:(1)首先,将镧改性高炉渣用于吸附去除四环素。试验结果表明,和未改性高炉渣相比,镧改性高炉渣对四环素的吸附量提高90.1%。中性及弱碱性条件有利于镧改性高炉渣对四环素的吸附去除,对四环素的去除率随镧改性高炉渣投加量的增加而增加。共存离子影响试验表明,Cl-、NO3-、SO42-、HCO3-能促进吸附剂对四环素的吸附,HPO42-会抑制镧改性高炉渣对四环素的吸附,天然有机质腐殖酸的存在会使吸附量增大。吸附动力学试验表明,镧改性高炉渣吸附四环素的过程更符合准二级动力学模型和Elovich模型,说明该吸附可能为化学吸附,存在扩散控制机制。随着四环素浓度的升高,镧改性高炉渣吸附四环素的吸附等温线逐渐趋于线性。(2)镧改性高炉渣吸附磷酸盐试验结果表明,和未改性高炉渣相比,镧改性高炉渣对磷的吸附量提高170.0%。弱酸性条件有利于镧改性高炉渣对磷酸盐的吸附。在pH为5.0时,吸附量达到最大值11.94 mg/g。磷酸盐去除率随吸附剂投加量增大而增大。Cl-、NO3-、SO42-、HCO3-共存离子均对吸附过程有抑制作用,且抑制作用随共存离子浓度升高而增大。水中腐殖酸对磷酸盐吸附有明显的抑制作用。线性准二级动力学模型和Elovich动力学模型能更好地拟合镧改性高炉渣对磷酸盐的吸附,说明吸附过程同时存在化学吸附和扩散控制机制。从Langmuir模型拟合参数可以看出,随着吸附温度的升高,对磷的吸附量降低,证明吸附为放热过程。综上,镧改性高炉渣对四环素和磷酸盐有较好的吸附去除效果,在实际水处理过程中有一定的应用前景。
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