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铁铜氧化物复合改性石英砂滤料制备工艺与吸附
作者: 发布日期:2018-11-16
摘要:近年来,我国饮用水源水质遭到不同水平的污染,常规水处置工艺对水中微污染物的去除才能有限。而过滤是常规水处置工艺的最后一道屏障。在不改动工艺条件的状况下,对滤料停止外表改性处置,既能够强化过滤效果,又不会招致水处置工艺复杂。因而,研发一种新型改性滤料是本文研讨的主要内容。以普通石英砂滤料(Raw Quartz Sand, RQS)为原材料,FeCl3和CuSO4为改性剂,采用微波加热办法制备铁铜氧化物改性石英砂(Fe/Cu Oxide Composite Modified Quartz Sand, OCMS)。以腐殖酸去除率η、OCMS外表金属负载量M及脱附率α为评价指标,研讨FeC13投加比C1、CuSO4投加比C2、堆积时间t1、微波时间t2及微波功率Q等要素对制备OCMS的影响,讨论OCMS制备工艺的最优条件,调查各反响条件对OCMS于微污染水中腐殖酸和磷去除效果的影响。OCMS制备实验结果显现,FeCl3投加比Cl,微波功率Q对腐殖酸去除率η及脱附率α影响较大,堆积时间t1对金属负载量影响水平最大。CuSO4投加比C2对三个评价指标影响水平最小。最佳制备工艺条件为:FeCl3、CuSO4与普通石英砂(RQS)的投加比分别为C1=0.16ml/g RQS, C2=0.07ml/g RQS,堆积时间t1=12h,微波时间t2=1.5h,微波功率Q=800W。OCMS外表粗糙,呈雪花状,有大量孔隙。比外表积较RQS有较大的增加,比外表积为0.959m2/g(是RQS的8.96倍)。OCM S的外表元素含量为:Fe为28.20%,O为25.66%,Cu为20.58%,Si为0.43%,物质成分主要是Fe2O3及CuO,没有Si02暴露,结晶度良好,改性效果显著,附着的Fe2O3、CuO增加了石英砂滤料外表的正电性,使得OCMS对水中负价态的有机污染物有良好的吸附效果。OCMS对腐殖酸和磷的去除效果良好。中性条件下,去除效果最好,去除率分别为93.1%及84.95%;酸性或碱性条件下,腐殖酸的去除率均低于80%,磷的均匀去除率在60%以下。不同浓度(2mg/L-20mg/L)的磷在吸附初期,去除率均坚持在80%以上,随着吸附时间的延长,磷浓度越大,去除率降落得越快。OCMS对腐殖酸和磷的去除速率均能够用准二级动力学方程拟合,两者分别在150min和120min时到达吸附均衡。两者的吸附速率方程、相关系数及各个参数分别为:腐殖酸:y=6.9937x+1.062,R2=0.9997,二级吸附速率常数K2为46.056g/(mg·min),均衡吸附量Qe为0.143mg/g;磷:y=15.607x+988.37,R2=0.9659,二级吸附速率常数K2为1.6458g/(mg·min),均衡吸附量Qe为0.051mg/g。OCMS对腐殖酸和磷的吸附过程均能用Langmuir和Freundlich吸附等温式停止描绘(相关系数R2均大于0.95)。对腐殖酸与磷的吸附特征均更契合Freundlich吸附模型,相关系数分别为:对腐殖酸:RFreundlich2(0.9823)>RLangmuir2(0.9559),对磷:RFreundlicl2(0.9786)>RLangmuir20.9572),吸附形式为多分子层吸附。

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