載鐵活化天然沸石處理高氟地下水
摘要：采用氯化鐵改性天然沸石進(jìn)行地下水除氟效果的研究,考察了地下水中4種陰離子Cl-、HCO3-、SO42-和PO43-對該改性沸石除氟效果的影響,并分析了其除氟機(jī)理和表面成分。研究結(jié)果表明,對于初始氟濃度不同的水樣,隨著陰離子濃度的增加,吸附劑對氟的去除率逐漸下降。Cl-對吸附劑除氟效果影響較小,氟去除率降低較慢;隨著HCO3-濃度的增大(由100mg/L到1000mg/L),水樣pH由8.42緩慢升高到9.52,而氟去除率則由70.36%緩慢下降到56.73%(2mg/L);SO42-及PO43-對改性沸石除氟效果影響較大,氟去除率降低較快,且PO43-的影響大于SO42-？梢缘玫捷d鐵活化天然沸石對4種陰離子的吸附順序?yàn)?PO43->SO42->HCO3->Cl-。
地下水是水資源的重要組成部分之一，在不斷與環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行相互作用的過程中形成。在相互作用過程中，環(huán)境介質(zhì)中的某些化學(xué)物質(zhì)/元素（如Na、Ca、HCO3-、SO42-和PO43-等）便進(jìn)入地下水中，且由于地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣候以及地球化學(xué)等條件的差異，不同含水層中地下水的化學(xué)特征千差萬別。
高氟水主要分布于：（1）地下水徑流緩慢受強(qiáng)烈蒸發(fā)的山前平原；（2）綠洲邊緣與沙漠接壤的坳陷洼地及沙漠地帶，如華北、西北、東北和黃淮海平原地區(qū)、內(nèi)蒙古雅布賴地區(qū)、東北克山地區(qū)、寧夏、河北部分地區(qū)等。高氟地下水的水化學(xué)類型一般為HCO3—Na型。
國內(nèi)外除氟的方法主要有：沉淀、電凝聚、膜分離技術(shù)、離子交換和吸附等處理方法。其中，沉淀法、電凝聚和膜分離技術(shù)因處理成本高、除氟速度慢、除氟效率低等缺點(diǎn)，應(yīng)用不多。吸附法研究較多且應(yīng)用廣泛，主要吸附材料有骨炭、殼聚糖、活性氧化鋁和沸石等。其中天然沸石具有原料價(jià)廉易得、除氟容量穩(wěn)定、再生容易、壽命長和出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。
本實(shí)驗(yàn)研究了地下水中Cl-、HCO3-、SO42-和PO43-對鐵改性天然沸石除氟效果的影響。
1材料、儀器和方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
活化天然沸石：購自河南鞏義市夾津口華瑞水處理器材廠，為天然斜發(fā)沸石，經(jīng)過高溫煅燒處理。天然沸石中Al2O3和SIO2)含量分別為11.5%和70.3%，容量為0.95t/m3，骨架密度1.8g/cm3，硬度4~5，內(nèi)孔隙率32%~48%，不均勻系數(shù)K80《=1.8，比表面積500~800m2/g，全交換容量2.2~2.5m2/g鈣/g沸石。
載鐵活化天然沸石的制備：在250mL錐形瓶中，加入100mL濃度為10%的氯化鐵溶液，準(zhǔn)確稱取20g天然沸石加入錐形瓶中，設(shè)置振蕩器的溫度為25°，轉(zhuǎn)速為300r/min，待溫度和轉(zhuǎn)速都達(dá)到設(shè)定值后開始計(jì)時(shí)，振蕩18h-，取出錐形瓶，用自來水清洗沸石；3~4遍，放入烘箱中以105°烘干備用。
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