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时间:2019-03-14
《施氏矿物对水体中as(ⅴ)和cr(ⅵ)同步去除试验研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、施氏矿物对水体中As(V)和Cr(VI)同步去除试验研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名:牟海燕指导教师:刘元元副教授专业:环境工程学科门类:工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月AnexperimentalstudyofSimultaneousRemovalofAqueousAs(V)andCr(VI)bySchwertmanniteAThesissubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngin
2、eeringByMouHaiyanSupervisedbyAss.Prof.LiuYuanyuanSpecialty:EnvironmentalEngineeringFacultyofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity,ChongqingChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要酸性矿山废水、电镀等工业废水以及树木防腐剂(ChromatedCopperAsenate,CCA)的使用都会导致污染水体中同时存在砷、铬污染。砷和铬均具有毒性和致癌性
3、,其造成的水污染对人体健康和环境都具有很大的威胁。世界卫生组织(WHO)规定饮用水中Cr(VI)和As(V)分别不能超过50μg/L和10μg/L,面对日益严格的砷和铬污染控制要求,寻求高效经济的同步去除水体中的As(V)和Cr(VI)的技术迫在眉睫。Cr(VI)的去除过程中通常将其还原成毒性低的Cr(III)再进一步去除,但当水体中同时存在Cr(VI)的As(V)时,还原环境会使As(V)还原成毒性更大的As(III),不利于Cr(VI)的As(V)的同步高效去除。天然施氏矿物(SHW)大量存在于酸性矿山废水中,并检测到能富集大量的砷和铬,其作为一
4、种环境矿物材料在处理重金属污染废水时能耗小,成本低,不易产生二次污染,此外,矿物材料具有化学性质稳定,比表面积高,颗粒较细和孔道结构等特点,有利于污染物的吸附去除。本文采用快速简单的化学方法进行实验室合成施氏矿物;研究化学合成施氏矿物对As(V)、Cr(VI)的吸附动力学以及pH值对其吸附过程的影响;研究施氏矿2-3-物的As(V)、Cr(VI)同步吸附效能、共存含氧阴离子SO4、PO4和体系pH等重要环境因素的影响;采用SEM-EDS、XPS、STEM-EDS(Mapping)等表征手段寻求直接证据分析探究施氏矿物对污染水体中As(V)/Cr(VI
5、)的同步去除机理。通过本文研究,得到以下主要结论:1)采用简捷的化学方法可在较短的时间周期内(约2d)合成施氏矿物,且合成的施氏矿物比表面积较大,有利于对As(V)和Cr(VI)的吸附;2)实验室化学合成的施氏矿物吸附As(V)和Cr(VI)的速率均较快,对As(V)的吸附效率高于Cr(VI);在实验室设定的As(V)和Cr(VI)初始浓度范围内,施氏矿物对As(V)和Cr(VI)的吸附24h内可以达到平衡。pH值在3~7之间时,施氏矿物对As(V)的吸附能力较强;pH值在4.5~7之间时,施氏矿物对Cr(VI)的吸附能力较强。总体来说,pH值对Cr
6、(VI)的吸附过程影响更大。3)施氏矿物可以同步高效去除水体中的As(V)和Cr(VI)。向施氏矿物吸附As(V)的体系中加入Cr(VI),对As(V)的吸附效率几乎不产生影响;而在施氏矿物吸附Cr(VI)的体系中加入As(V),对Cr(VI)的吸附有较大的抑制作用。施氏矿物对As(V)的吸附性能高于Cr(VI);在As(V)和Cr(VI)的初始浓度分别为0.3467mM和0.4716mM时,施氏矿物0.5g/L,pH=4.5条件下,其对As(V)和Cr(VI)的吸附能力分别可达到0.6881mMAs(V)/g.SHW和0.4018mMCr(VI)/
7、g.SHW。2-3-4)SO4和PO4共存含氧阴离子均会对施氏矿物吸附As(V)和Cr(VI)产生抑制I重庆大学硕士学位论文中文摘要2-3-3-2-作用,SO4和PO4均对Cr(VI)的影响更大;此外,PO4比SO4的抑制作用更强。5)预处理施氏矿物未能提高对As(V)和Cr(VI)的吸附效能。回收处理后的施氏矿物对As(V)和Cr(VI)依然具有一定的吸附能力。6)施氏矿物对As(V)和Cr(VI)单独吸附和同步吸附时其吸附机制有一定的差异。XPS分析表示施氏矿物去除As(V)和Cr(VI)的过程中均未无氧化还原反应。2-As(V)和Cr(VI)去
8、除量与SO4析出量的相关性显示,当施氏矿物单独去除As(V)2-和Cr(VI)时,约40%的Cr(VI)以与
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