无定形氢氧化铝吸附剂的制备及其除氟性能研究

降氟措施对高氟地下水地区居民饮用水安全具有重要意义。吸附法除氟技术被广泛应用,但仍存在适宜于偏酸性环境等难点。以提高适应高氟地下水pH值的能力为目标,通过控制反应过程中pH值制备无定形氢氧化铝吸附材料,开展吸附等温线试验、吸附动力学试验、pH值适应性试验、竞争离子试验、可重复利用性能试验和吸附机理试验。试验结果表明无定形氢氧化铝对氟离子的吸附属于优惠型吸附,Langmuir最大吸附容量为166.67 mg/g。与传统Al_2O_3吸附材料相比,在pH值为7.0~9.0时,无定形氢氧化铝吸附材料可减缓除氟效果下降速率,提高了适应地下水pH值的能力。氟去除率随着溶液中HCO_3~-、CO_2-3、PO_4~(3-)等离子浓度升高而降低。在初始氟浓度为5.00 mg/L时,可重复利用5个周期。因此,改进铝型吸附材料制备过程可显著提高吸附性能和适应高氟地下水的能力,是今后研制和改进吸附材料的重要方向。     

蛇纹石-黏土复合颗粒除氟的动态实验研究

为研究蛇纹石-黏土复合颗粒的除氟性能,采用室内动态实验探讨了复合颗粒在不同氟离子浓度、不同吸附柱高度和不同流速下对含氟水除氟效果的影响及其吸附动力学过程.试验结果表明:吸附剂的动态吸附容量与吸附剂高度、原水氟离子浓度呈正相关,而与进水流速呈负相关;吸附剂传质区长度与进水流速、吸附剂高度及原水氟离子浓度均呈正相关.吸附动力学拟合结果显示:蛇纹石-黏土复合颗粒对水中氟的吸附动力学符合Yoon and Nelson方程,平衡吸附容量与吸附剂高度呈正相关,与进水流速呈负相关.随着初始氟离子浓度的增加,到达吸附平衡时间缩短,吸附容量逐渐增大.     

海河平原区高氟地下水分布与评估

海河平原区是我国政治文化中心和工农业生产基地,也是高氟地下水的重灾区。调查研究该地区高氟地下水的分布规律、影响因素、健康风险对于区域社会经济发展和水生态文明建设具有重要意义。根据2014-2015年海河平原区269眼浅层地下水监测井的氟化物检测数据,研究区地下水中氟化物浓度最高为2.26mg/L。高氟水主要分布在研究区中部,原生地质条件和人类活动是影响高氟水形成的主要因素。采用非致癌物质健康风险评估模型对高氟水地区的健康风险进行了量化评估,该地区氟化物健康风险平均为0.45×10~(-8)。避免高氟水危害应实施水源优选、水质监测、合理开发地下水等多个方面的措施。     

铁/铝复合氧化物对氟离子的吸附

水体中氟离子超标严重危害人们的健康,为了寻求廉价、高效的氟离子吸附剂,本文通过共沉淀-焙烧的方法制备了铁铝复合金属氧化物吸附剂,并将之应用于氟离子废水的吸附。探讨了氧化物配比、吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始浓度、溶液p H等因素对氟离子吸附效果的影响。结果表明:当铁铝复合氧化物中铁氧化物与铝氧化物摩尔比为1∶2,氟离子溶液初始浓度100 mg/L,固液比为4 g/L,溶液p H为6.0,吸附时间为30 min时,该吸附剂对氟离子的吸附效果最佳,此时氟离子的去除率为92.5%。     

高氟地下水影响因素信息的提取

以揭示高氟地下水氟富集机理为研究目的,在了解关中盆地水文地质的基础上,分析了高氟地下水氟富集的影响因素,并分析和讨论了其形成机理.结果表明:高氟地下水分布区其水文地质特征有一定的特点;地下水中氟的含量与水温、pH等以及地下水的水化学成分有关,HCO3-、Na+促进了含氟矿物向地下水中迁移和转化,而Ca2抑制氟含量的增加;因子分析表明,水-岩相互作用,碳酸盐矿物的溶解和Na-Ca离子交换控制着关中盆地地下水氟富集的主要水化学过程;包气带中可溶性氟向下迁移主要是受溶滤作用影响,而氟在地下水中的富集则取决于蒸发浓缩作用.     

Mg-Fe-Ce复合金属氧化物对饮用水中氟离子的吸附特性研究

我国高氟水分布广泛,危害严重,饮用水除氟是一项亟待解决的任务,寻求除氟效率高、经济实用的吸附材料具有重大意义。研究制备了Mg-Fe-Ce复合金属氧化物吸附材料,考察评价了该吸附剂的除氟吸附速率和吸附等温线,分析了p H值和共存阴离子对除氟吸附性能的影响。结果表明,Mg-Fe-Ce复合金属氧化物最佳适用p H值范围为偏酸性,PO43-和F-存在竞争吸附,但在中性p H值和水中常见阴离子共存条件下,仍表现了较好的除氟吸附性能,有利于其在实际高氟地下水处理中的应用。     

新型组合除氟工艺对和田市地下水源水的处理效能研究

针对和田二水厂水源水氟化物长期超标的问题,利用小型生产性试验对基于羟基磷灰石除氟材料的新型组合除氟工艺进行了应用参数优化,并对优化运行条件下的工艺出水进行了水质分析和评价。结果表明,和田二水厂水源水优化的工艺运行参数为:除氟药剂使用量50mg/L,澄清单元内的药剂浓度为3~4g/L,上升流速应控制在3m/h以内;在此运行条件下,工艺最终出水中氟化物含量在0.88mg/L左右,浊度为0.2~0.3NTU,且其余水质指标均满足现行《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006),除氟工艺直接运行成本约为0.155元/m3。因此,新型除氟工艺可以用于和田地下水源水的处理。     

松嫩平原地下水中氟、砷含量及其水化学影响因素

以研究区高氟、高砷地下水化学指标统计数据为基础,选取25组数据,分析了氟、砷浓度的水化学影响因素,结果表明:HCO3-浓度高的碱性环境中氟、砷浓度较高;随着Na/(Cl+SO4)比值的增加,氟离子浓度也呈增加趋势;地下水中氟、砷浓度高的区域TDS含量也较高,反映出地质环境背景为苏打化地区。对比As3+与As5+的含量分布,分析As3+与∑As散点图,得到含水层中As3+与As5+的分布规律,即高砷水集中在承压含水层,含水层中超标砷离子主要为As5+。     

新型除氟滤料在河南濮阳地区农村饮用水安全工程中的应用

濮阳地区是河南省高氟地下水分布最严重的地区之一。采用自主研发的新型碳基磷灰石除氟滤料对濮阳地区高氟水分别进行微柱测试、家用净水机试验以及集中供水工程设备的出水监测。考察了微柱中新型除氟滤料与常见的活性氧化铝、活化沸石除氟滤料在相同条件下的性能比较,测试了家用净水机的再生性能,监测了集中供水除氟设备的出水氟含量。结果表明,新型碳基磷灰石除氟滤料性能显著,相同条件下除氟性能是活性氧化铝的5.09倍,是活化沸石的11.7倍,出水氟含量小于0.2 mg/L,再生后除氟性能稳定,完全符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。因此,能够适应濮阳地区农村饮用水安全的高氟水处理。     

运城盆地高氟地下水水质分析

饮用高氟地下水可以导致严重的地方性氟中毒。本文运用多元统计方法中的相关分析法对运城盆地地下水水质进行分析评价,研究了运城盆地高氟地下水中氟与其他水化学指标的相关关系和变化特征。分析结果表明:地下水中的氟与pH、SO42-、Cl-、HCO-3和温度呈现显著的正相关关系,与Ca2+呈现显著的负相关关系,说明碱性环境和高矿化度有利于高氟水的形成,而较高的钙离子浓度抑制了氟浓度的上升。地下水氟离子、氯离子和硫酸盐浓度呈现出逐渐增加趋势,说明地下水氟浓度上升和盐分累积过程具有一定的伴生关系。