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【6h】

树脂基水合氧化铁对Sb(Ⅲ)的深度吸附和再生试验研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 锑在水中的形态变化

1.2.1 锑的溶液中的存在形式

1.2.2 锑的释放

1.2.3 锑离子的水解

1.2.4 锑的吸附氧化

1.2.5 锑的生物甲基化

1.3 水体锑污染的处理技术研究进展

1.3.1 现有的处理技术

1.3.2 常见重金属废水处理方法的比较

1.4.1 树脂的性质

1.4.2 树脂基纳米复合材料

1.5 研究目标、内容及技术路线

1.5.1 研究目标

1.5.2 研究内容

1.5.3 技术路线

1.6 本章小结

2.1 试验材料

2.1.1 试验仪器

2.1.2 化学试剂

2.1.3 试验原料

2.1.4 试验装置

2.2 树脂基水合氧化铁复合材料

2.2.1 树脂水合氧化铁复合材料的制备

2.2.2 铁改性树脂表面铁氧化物附着强度的测定

2.2.3 SEM电镜扫描

2.2.4 EDAX能谱分析

2.3 吸附剂的选择

2.4 试验方法

2.4.1 树脂的预处理

2.4.2 锑金属检测方法

2.4.3 铁含量的测定方法

2.4.4 静态吸附试验方法

2.4.5 动态穿透吸附试验方法

2.4.6 静态再生试验方法

2.4.7 动态再生试验方法

2.5 本章小结

3.1 静态吸附容量

3.2 树脂用量对Sb(Ⅲ)吸附的影响

3.3 pH值对锑吸附性能的影响

3.4 温度对锑吸附性能的影响

3.5 吸附时间对吸附性能的影响

3.6 竞争离子对吸附的影响

3.7 吸附等温线试验

3.8 吸附动力学研究

3.9 吸附机理

3.9.1 固体表面吸附机理

3.9.2 选择吸附机理

3.10 本章小结

4.1 动态吸附容量

4.2 有效pH值范围

4.3 流速对吸附性能的影响

4.4 水质冲击对吸附性能的影晌

4.5 竞争离子对吸附性能的影响

4.6 本章小结

第5章 再生性能研究

5.1 树脂再生

5.2 再生方法的研究

5.3 静态再生性能研究

5.3.1 不同类型再生剂的再生效果

5.3.2 氢氧化钠浓度对再生效果的影响

5.3.3 EDTA浓度对再生效果的影响

5.3.4 载铁混合液的再生效果

5.4.1 反冲洗强度与膨胀率的关系

5.4.2 EDTA再生tI生能研究

5.4.3 载铁混合液再生性能研究

5.4.4 再生性能EDAX分析研究

5.4.5 再生机理的研究

5.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

由于近年来世界各国对废水处理提出了更为严格的控制标准,对锑金属废水处理技术提出了越来越高的要求,为了使处理后出水锑含量达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水标准,需要开发具有高选择性和高再生度的新型吸附材料,而离子交换树脂与纳米强化吸附技术相结合是目前新的研究热点。本文采用树脂基水合氧化铁材料深度吸附水中Sb(Ⅲ),试验结果表明:
  (1)试验选用常用的阳、阴树脂D001、N001、D201、N201和D001-Fe(Ⅲ)、N001-Fe(Ⅲ)、D201-Fe(Ⅲ)、N201-Fe(Ⅲ)进行吸附处理含Sb(Ⅲ)的废水,在有氯化钠干扰时只有载铁的碱性树脂D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)去除率在95%以上,说明改性制备带有配位基的D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)树脂具有专项吸附性能,本试验采用D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)对水样进行吸附试验。
  (2)静态试验表明,D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)对Sb(Ⅲ)的吸附容量分别为610ug/g、600ug/g。研究了初始浓度、树脂用量、温度、pH和吸附时间对吸附性能的影响,结果表明D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)对Sb(Ⅲ)有很好的吸附效果,去除率达到95%以上。竞争吸附试验得出,有SO42-、Cl-等竞争离子共存条件下,仍然对Sb(Ⅲ)具有高效的选择性吸附能力。D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)树脂对Sb(Ⅲ)的吸附过程均符合Freundlich吸附模型和准二级吸附动力学模型。
  (3)动态试验表明,N201-Fe(Ⅲ)过流体积比为190BV,吸附容量为94.05mg/L。D201-Fe(Ⅲ)过流体积比为184BV,吸附容量为91.08mg/L。影响其吸附容量的主要因素有pH值、过流速度、原水浓度、其他离子干扰等。D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)最佳pH值范围为7-8。在低运行流速下,穿透时间长、吸附容量大。原水浓度越高,穿透时间越早,吸附容量越低。在竞争离子SO42-、C1-的浓度为750mg/L,远远大于Sb(Ⅲ)的浓度时,D201-Fe(Ⅲ)和N201-Fe(Ⅲ)对Sb(Ⅲ)仍然具有很好的选择性吸附效果。
  (4)再生试验表明:采用5mmol/L的EDTA对N201-Fe(Ⅲ)树脂进行再生,再生度达到85%,满足工业应用要求。采用3.5%FeCl3+6%NaCl和6%NaOH+1%NaCl作为再生剂可以对N201-Fe(Ⅲ)树脂进行有效的再生,再生度达到90%以上。EDTA络合剂通过络合反应,完成对Sb的洗脱再生;而采用两段再生N201-Fe(Ⅲ)后,可增加树脂上的功能基和酸碱盐洗脱Sb(Ⅲ)来完成再生。

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