新型吸附材料处理矿井水中Fe2+、Mn2+的试验研究

论文摘要

为了寻求Fe2+、Mn2+同时存在时,有效除铁除锰的吸附剂,本论文选择了价格低廉、储量丰富的火山岩进行了试验研究,并对其分别进行酸、碱、盐、盐+碱改性,将火山岩、四种改性火山岩、锰砂进行了静态吸附试验研究,分别确定了吸附Fe2+、Mn2+的最佳吸附剂,对这两种最佳吸附剂和锰砂进行了动态过滤模拟校核试验。结果表明：火山岩可以100%吸附模拟矿井水中的Fe2+,明显优于碱改性的火山岩和锰砂,而碱改性的火山岩对Mn2+的吸附去除率可以达到92.19%。它们最佳工艺条件如下：碱改性火山岩的浸泡时间为16h,改性剂的质量分数为5%,火山岩的吸附时间为180min,碱改性火山岩的吸附时间为90min,吸附剂的粒径为30～100目,温度为25℃,pH值为7,振荡强度为100r/min,投加量为2g,火山岩吸附Fe2+、Mn2+分别符合Langmuir、Freundich吸附等温式,碱改火山岩吸附Fe2+、Mn2+都符合Freundich吸附等温式。Fe2+、Mn2+之间互相抑制,Fe2+浓度对Mn2+的去除影响很大,而Mn2+浓度对Fe2+的去除也有一定影响,但是影响较小。通过动态模拟校核试验,验证了静态试验的结果,火山岩滤柱对Fe2+的去除率最高,在过滤第6h～48h内,处理后的矿井水中含有Fe2’的浓度达到了饮用水的标准,碱改火山岩和锰砂对Fe2+的去除率几乎接近,都低于火山岩,火山岩对Fe2+的吸附能力是最强的,并且它是最后穿透滤层的,所以火山岩对Fe2+的吸附饱和量是最大的。三个滤柱对Mn2+的去除率依次为：碱改性火山岩>锰砂>火山岩,碱改性火山岩滤柱在过滤第4h～10h内,处理后的矿井水中含有的锰离子浓度在0.1mg/L以下,达到了饮用水的标准。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.2 铁锰的危害
• 1.3 国内外除铁除锰技术的研究现状及存在的问题
• 1.3.1 国内除铁技术的研究现状及存在的问题
• 1.3.2 国内除锰技术的研究现状及存在的问题
• 1.3.3 国外除铁除锰技术的研究现状及存在的问题
• 1.4 吸附法除铁除锰的研究现状
• 1.5 火山岩简介
• 1.6 研究内容、目标、创新点及技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究目标
• 1.6.3 创新点
• 1.6.4 技术路线
• 2 试验器材、装置和方法
• 2.1 试验器材
• 2.1.1 试验水质
• 2.1.2 试验仪器
• 2.1.3 试验材料及药品
• 2.2 试验装置
• 2.3 试验方法
• 2+、Mn²⁺的显色原理'>2.3.1 Fe²⁺、Mn²⁺的显色原理
• 2.3.2 铁标准曲线
• 2.3.3 锰标准曲线
• 3 最佳吸附剂的选取与制备
• 3.1 吸附剂的预处理
• 3.1.1 火山岩的预处理
• 3.1.2 锰砂的预处理
• 3.2 火山岩的改性
• 3.3 最佳吸附剂的选取
• 3.4 火山岩碱改性的试验研究
• 3.4.1 浸泡时间的影响
• 3.4.2 质量分数的影响
• 3.5 本章小结
• 2+、Mn²⁺影响因素的试验研究'>4 吸附剂去除Fe²⁺、Mn²⁺影响因素的试验研究
• 4.1 吸附时间的影响
• 4.2 粒径的影响
• 4.3 投加量的影响
• 4.3.1 吸附等温式简介
• 2+、Mn²⁺吸附等温式的确定'>4.3.2 火山岩和碱改性火山岩吸附Fe²⁺、Mn²⁺吸附等温式的确定
• 4.4 温度的影响
• 4.5 pH的影响
• 4.6 振荡强度的影响
• 2+浓度的影响'>4.7 Fe²⁺浓度的影响
• 2+浓度的影响'>4.8 Mn²⁺浓度的影响
• 4.9 正交试验
• 2+、Mn²⁺单独存在时的试验研究'>4.10 Fe²⁺、Mn²⁺单独存在时的试验研究
• 4.11 动态模拟试验
• 4.11.1 动态试验方法
• 4.11.2 动态除铁除锰试验研究
• 4.12 本章小结
• 5 试验结论与建议
• 5.1 试验结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集