鐵錳復(fù)合氧化物-殼聚糖珠吸附材料制備及其去除水中砷、磷的研究.pdf

1、砷是一種毒性很強(qiáng)的類重金屬元素，伴隨著巖石風(fēng)化和人類活動(dòng)，其進(jìn)入到水環(huán)境中，造成地下水和地表水砷污染。世界許多國(guó)家和地區(qū)的地下水砷含量顯著超標(biāo)，對(duì)人體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。磷是生物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，但其含量過高往往會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，嚴(yán)重影響水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)健康。常見的除砷除磷技術(shù)很多，其中，吸附是最具應(yīng)用前景的方法之一。但是，通常制備的吸附材料一般均為粉末狀，導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用中受到很大限制。為此，將粉末吸附材料進(jìn)行造粒變得頗為重要，且

2、粉末材料顆?；蔀槟壳把芯繜狳c(diǎn)之一。
　　前期研究表明，粉末狀鐵錳復(fù)合氧化物可高效去除水體中的砷和磷；作為一種無毒、可生物降解的高分子物質(zhì)，殼聚糖也是有效的粘合劑，可作為骨架將粉末吸附材料進(jìn)行包覆，制成珠狀吸附材料。本論文以殼聚糖為粘結(jié)劑，制備了新型鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠狀吸附材料，對(duì)制備的吸附材料進(jìn)行系統(tǒng)表征，并對(duì)其砷、磷去除效能開展系統(tǒng)探究。研究結(jié)果表明：
　　1.獲得的干態(tài)鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠吸附材料直徑在1.6

3、～1.8mm之間；其具有較大的比表面積(248.2m2·g-1)和較高的機(jī)械強(qiáng)度(1.5～2.5N)。
　　2.鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠吸附材料繼承了鐵錳復(fù)合氧化物對(duì)砷的高吸附能力，在pH=7.0±0.1時(shí)，其對(duì)As(III)和As(V)的最大吸附容量分別可達(dá)54.2mg·g-1和39.1mg·g-1；該吸附材料適用的pH范圍(5.0～10.0)；共存的Ca2+和Mg2+略微促進(jìn)鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠對(duì)砷的吸附，HCO3-和SO

4、42-對(duì)砷吸附影響不大，而SiO32-和PO43-對(duì)砷吸附產(chǎn)生較強(qiáng)的抑制作用。
　　3.鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠對(duì)磷也具有出良好的吸附性能，在pH=7.0±0.1時(shí)，最大吸附容量為13.3mg·g-1；且在較寬pH范圍(5.0～10.0)對(duì)磷都有較好的吸附去除能力；同樣，共存的Ca2+和 Mg2+促進(jìn)鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠對(duì)磷的吸附，HCO3-、SO42-和Cl-1對(duì)磷吸附影響不大，而SiO32-對(duì)吸附產(chǎn)生抑制作用。
　　

5、4.干態(tài)鐵錳復(fù)合氧化物/殼聚糖珠可方便地用于吸附柱系統(tǒng)。連續(xù)動(dòng)態(tài)柱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)模擬含砷地下水初始濃度為233μg·L-1，吸附柱達(dá)到穿透時(shí)(即出水砷濃度達(dá)到10μg·L-1)，可分別處理1400個(gè)柱體積的含As(V)模擬地下水和3000個(gè)柱體積的含As(III)的模擬地下水；當(dāng)磷初始濃度為3mg·L-1時(shí)，吸附柱達(dá)到穿透(即出水口磷濃度達(dá)到0.5mg·L-1)時(shí)，可處理800個(gè)柱體積的模擬含磷廢水。
　　5.鐵錳復(fù)合氧化物/殼