稀土改性沸石去除低浓度含氟地下水中氟离子的试验研究

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1、稀土改性沸石去除低浓度含氟地下水中氟离子的试验研究【】试验研究了稀土改性沸石的最佳改性条件，并通过动态柱吸附实验,探讨了改性沸石去除地下水中氟离子时改性沸石填充量、进水流量等影响因素。实验结果表明:在制备改性材料实验中,天然沸石经5%的硫酸活化，用0.025mol/L的硝酸镧溶液浸渍24h后，所得的改性材料可达到较好的除氟效果。在动态实验中,改性沸石对地下水的除氟率可达90%。处理后均可达到国家饮用水含氟标准。　　【关键词】稀土改性地下水除氟　　Abstract:TheoptimalmodifiedconditionsofREmodifiedzeoliteodifi

2、edzeolite-filledvolume,influentfloodifiedzeoliteremovefluorideingroundentalresultsshoodifiedmaterialexperiment,naturalzeoliteol/LLa(NO3)3solutionimpregnating24h.Theobtainedmodifiedmaterialmayachievebettereffectoffluorideremoval.Inthedynamiccylindricalexamination,percentremovaloffluorid

3、efromgroundodifiedzeolite.Itcanachievethestandardsfordrinkingent.　　Keyodift,groundoval　　：C33：A：　　　　前言　　近年来，在经济快速发展的同时，改善生态环境、关注国民健康越来越被国家所重视。国内外对含氟水的处理进行了大量研究。目前，含氟水的除氟方法主要有混凝沉淀法，离子交换法，吸附法。这些方法中，混凝沉淀法是传统的除氟方法，实际应用中己经很少使用，离子交换法费用高，且对废水水质要求严格，应用也受限制。在众多除氟技术中，吸附法是最常用的方法[1]，目前研究比较多的是吸附法中的鳌

4、合树脂吸附法[2]。吸附法一般将吸附剂装入填充柱，采用动态吸附方式进行，操作简便，除氟效果稳定，价格便宜。主要的缺点是吸附剂吸附容量低。吸附法中选择合适的吸附剂是该法的关键。去除饮水中氟的吸附剂主要有斜发沸石、菱沸石、活性氧化铝、粉煤灰、活性氧化镁[3]等，但它们的吸附容量都不大。　　目前研究表明，以稀土铈和镧为代表的稀土元素水合氧化物和稀土盐类对水中的氟、砷酸根等阴离子有较强的亲和力[4]，因而以稀土元素为主要吸附成分的吸附剂得到了国内外的广泛关注[5]。　　该试验将天然沸石活化后，投入到含有一定浓度的稀土离子的溶液中,用浸渍的方法将稀土离子分散于沸石上，形成稀土

5、改性沸石。并对材料的除氟性能进行了评价。此外,还对材料的除氟机理进行了初步探讨。　　一、主要仪器与试剂　　（一）仪器　　D-8401-ADZU)　　PHS-25型数显pH计(上海精密科学仪器有限公司)　　LD4—2A型离心机（北京医用离心机厂）　　ICS—1500型离子色谱仪(美国，戴安公司)　　78Hg2、Na等,拓宽孔道的有效空间。　　　　2.改性浸渍时间的确定　　用5%的活化液酸洗后，依次改变沸石在改性溶液中的浸渍时间，为12、18、24、30、36、42、48小时，其他试验条件保持不变，测定出水氟离子浓度。实验结果如图2所示。由图2可知，改性浸渍时间对除氟效

6、果的影响较大，随着时间的增长，氟的去除率快速上升，达到较高水平，继续延长改性浸渍时间，去除率急速下降，效果降低。　　　　3.改性溶液浓度的确定　　试验考察了硝酸镧浓度依次为0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030mol/L的改性溶液对沸石除氟效果的影响。实验结果如图3所示。由图可知，硝酸镧浓度为0.025mol/L之前，氟的去处效果呈平稳上升趋势，并在0.025mol/L后达到平衡。这说明以镧离子来改性沸石，改性溶液中镧离子的多少直接影响着负载到沸石上的活性物质的多少。当改性溶液达到一定浓度时，改性溶液中的活性物质与沸石的结合逐渐饱和，

7、趋于一种平衡的状态。　　　　4.固液比的确定　　不改变其他试验条件，依次改变浸渍固液比为7:50、6:50、5:50、4:50、3:50、2:50、1:50、0.5:50。实验结果如图4所示。由图4可知，随着固液比的减小，氟的去除率逐渐增大，当固液比小于4:50之后，氟的去除率趋于平衡状态。这是因为当单位体积的硝酸镧改性溶液中，加入的沸石的量减小时，沸石所能利用的活性物质就相对增多，而这些活性物质对氟离子有着良好的吸附作用。但是，沸石表面的活性位是有限的，当固液比增大到一定范围时，沸石对活性物质的利用趋近饱和，因此，去除率趋于平衡。　　　　（二）动态试验　　1.