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《北京工商大学》 2010年
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复合分子筛去除水中微量污染物研究

王琦  
【摘要】:由于我国水源污染情况日益严重,人们对水质标准的要求增高,常规的水处理工艺已经不能满足现在人们生活所需要的用水水质要求。本课题针对目前出现的水源氟化物和氨氮超标现象,利用复合分子筛对其进行净化处理。通过对分子筛吸附氟化物与氨氮的静态试验,研究分子筛对氟化物与氨氮吸附的影响因素。并组装了分子筛反应器、臭氧/分子筛反应器和分子筛/活性炭反应器,通过对三种反应器的连续动态试验,对分子筛对水中氟化物、氨氮、有机物、UV_(254)、浊度等污染物的去除效果进行了研究。 分子筛吸附氟化物的静态试验结果表明,复合分子筛对水中的氟化物有很好的吸附效果,并且吸附率随粒径的减小而增大。同天然沸石和改性涂铁沸石相比,分子筛对氟化物有更好的吸附效果。对100ml浓度为5mg/L的模拟含氟水,选取8g分子筛,去除率可达到90.77%。除氟效率随着温度呈现先上升后下降的趋势,50℃时去除效率达到最高,达到92.7%。在弱酸性环境条件下的去除率比碱性条件要高,在pH=4时去除率最大,为91.8%。停留时间初始阶段与去除率保持正相关,在45min后反应达到平衡,之后出水浓度变化较小。分子筛吸附速率符合二级动力学方程,吸附等温线与Langmuir方程有很好的拟合。最大吸附量为2.869mg/g(以F-计)。分子筛吸附氨氮的静态试验结果表明,分子筛粒径较小时,氨氮去除率较高。对于100ml浓度为5mg/L的含氨氮水,用5g分子筛为最适,去除率达到85.42%。除氨氮效率随着温度呈现先上升的趋势;在弱酸性和碱性的环境条件下的氨氮去除率要高;停留时间初始阶段与去除率保持正相关,在45min后反应达到平衡,之后出水浓度变化较小。分子筛吸附速率符合二级动力学方程,吸附等温线与Langmuir方程有很好的拟合。最大吸附量为1.624mg/g(以NH_3-N计)。 动态试验结果表明,水力负荷越高,分子筛反应器去除氟化物和氨氮的效果越差。在水力负荷为0.3m~3/m~2·h时去除效果较好,出水水质稳定。氟化物与氨氮的去除率随着填料层的高度增加而增加,并随着运行时间的增加,饱和层逐渐上移。通过20天的动态试验,分子筛反应器,臭氧/分子筛和分子筛/活性炭反应器对氟化物和氨氮都的运行初始去除率均在80%左右,后随着运行时间的增加,出水氟化物和氨氮浓度逐渐升高。试验中分子筛反应器,臭氧/分子筛反应器的再生周期为12天,分子筛/活性炭反应器再生周期为8天。臭氧/分子筛反应器对有机物和UV_(254)有较好的去除效果要好于其余两种反应器。臭氧/分子筛反应器对23种有机物有一定的去除效果,效果最好。分子筛吸附饱和后再生的时间要10h以上,50mlAl_2(SO_4)_3+50mlNaCl配比的再生液对分子筛再生的效果最好。再生后的分子筛同未使用的分子筛相比,对污染物去除效果略有降低。
【学位授予单位】:北京工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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