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地下水除氟主要采用活性氧化铝吸附技术,除铁除锰主要采用接触氧化过滤法

  据统计,2006—2018年期间我国地下水年均供水量约为1050亿m,占年供水总量的18.9%。目前为止,地下水开采仍然是我国广大农村地区和部分城镇生产、生活供水的主要形式。在我国大陆地区,水中铁、锰、氟、砷等无机离子浓度过高是地下水开采过程面临的主要水质问题之一,受地域分布特征的影响,在一些区域的地下水中,这些无机沾染物是共存的,即水中氟离子浓度超标的同时,也存在着铁、锰浓度过高的问题。



目前,地下水除氟主要采用活性氧化铝吸附技术,除铁除锰主要采用接触氧化过滤法,在这两种处理工艺中都存在着过滤/吸附床,处理构筑物的结构形式基本相似。在接触氧化法除铁除锰过程中,伴随着铁、锰氧化物在滤层中不断积累的客观事实。在另一方面,近年来的研究表明铁、锰氧化物对水中的氟离子具有一定的吸附能力。因此,基于以上的技术应用和研究成果,本文以地下水降氟处理为核心,重点研究氧化铁沉积于活性氧化铝表面后,对其氟吸附性能的影响,以期为地下水的高效利用提供新的技术思路,那么氧化铁对活性氧化铝的氟吸附性能有哪些影响?

活性氧化铝

分析IOCA颗粒的x射线衍射图谱,测定条件:Cu阳极,间隔0.12s、40.0kV、40.0mA在2为28.78、37.22、47.08、67.24附近出现4个强度较高的特征衍射峰,对照PDF卡片库,表咧IOCA表面存在Fe0。电镜扫描SEM图像显示,试验采用的活性氧化铝颗粒无论内部或外部均布满着大小不一的孔隙,孔径大约为10~20m。经过接触氧化除铁过程后,球状氧化铁颗粒聚集堆簇,非均匀覆于活性氧化铝表面,铁氧化物沉积以后,活性氧化铝比表面积增加,经消解后,IOCA表面的氧化铁沉积量高至32.1mg(Fe)·g~(A12O3)。

地下水中的铁离子通过接触氧化作用在活性氧化铝表面不断沉积积累,这一过程影响了活性氧化铝的氟吸附性能。XRD揭示铁沉积物主要成分为FeO ,SEM显示氧化铁沉积增加了活性氧化铝的表面积。静态及动态吸附试验表明,氧化铁沉积增加了活性氧化铝的静态氟吸附容量,明显改善了活性氧化铝的氟吸附性能,氧化铁沉积对 其氟吸附速率模型、吸附速率影响因素、吸附平衡关系等特征没有显著影响。