试析脱砷离子筛在处理大水体系砷污染的应用

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1、天津大学硕士学位论文脱砷离子筛在处理大水体系砷污染的应用姓名：李元申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：那平201006摘要近两年来，阳宗海、独柳江、大沙河、河池等地砷污染事件频发，高效实用的处理方法引起人们的广泛关注。本文以脱砷离子筛作为痕量砷的吸附材料，系统的研究了脱砷离子筛在大水体系砷污染的工程应用方法。研究内容由三部分组成，包括脱砷离子筛的除砷实验设计，利用计算流体力学模拟软件模拟计算了在投料过程中脱砷离子筛在吸附装置内的沉降情况，以及在云南阳宗海展开湖泊水体除砷中试试验。通过对不同类型的脱砷离子筛进行吸附效果和沉降效果的实验研究，得到不同

2、类型离子筛的吸附容量：湿料离子筛为11．82mg／g、粉末离子筛为5．60mg／g、再生离子筛为6．58mg／g、纤维离子筛为2．67mg／g。通过对不同粒径的沉降实验初，步提出了阳宗海中试试验脱砷离子筛投加方案：根据脱砷离子筛类类型不同，将其分类应用到深水区和浅水区，浅水区选择造粒离子筛、纤维离子筛，深水区选择湿料离子筛和粉末离子筛。不同装置内的沉降吸附实验结果为装置的设计提供了指导思想。选用欧拉两相流模型模拟了投料过程中脱砷离子筛在装置内的流动情况，模拟结果表明投料初期固体颗粒主要成团状结构、速度集中；投料中期固体颗粒分散开来，颗粒主体到达装置底部

3、；投料后期固体颗粒均匀分布在装置内，颗粒沉降速度缓慢。首次设计了用于湖泊水体中脱除痕量重金属离子的超大尺度原位筛分装置，该装置与脱砷离子筛配合，可有效解决阳宗海砷超标问题及实现材料的有效回收。阳宗海水体脱砷中试试验可以证明该方案可以有效将湖中砷移除，并对废物进行资源化、无害化处置，已经形成一套成熟的脱除湖泊水体痕量砷的综合性技术。关键词：脱砷离子筛，大水体系，砷污染，数值模拟，工程应用ABSTRACTInrecentyears，therearemanyincidentsofarseniccontaminationinsomelakesandrivers

4、，such邪Yangzonghai，Duliujiang，Dashahe，HechiandSOon．Sotheapproachmoreefficientandpracticalhasraisedwidelyattention．Thispaperhasdoneresearchontheengineeringapplicationofdearsneicionicsieve，whichisespeciallysuitablefortheremovaloftrace—amountarsenic，indealingwitharseniccontamination

5、inaquaticsystems．Thedetailedresearchworkhasbeencutintothreestages．Firstly,experimentsforremovalofarsenicwiththedearsneicionicsievehavebeendesigned．Secondly，wehavesimulatedthesedimentationofdearsneicionicsieveinadsorptiondeviceduringfeedingprocesswithcomputationalfluiddynamicssim

6、ulationsoftware．Lastly,experimentstoremovearsenicinYangzonghaiYunnanhavebeencarriedout．Accordingtotheexperimentsresearchontheeffectsofadsorptionofdearsneicionicsieveindifferenttypes，wehavegotdifferenttypesofion-sieveadsorptioncapacity,wetmaterialfor11．82mg／g，powermaterialfor5．60

7、mg／g，regenerationmaterialfor6．58mg／g，fibrousionicsievefor2．67mg／g．Accordingtotheexperimentsresearchontheeffectsofsedimentationofdearsneicionicsieveindifferentsize，wehaveproposedthefeedingwaysofearsneicionicsieve．Thatis，accordingtothetypesofdearsneicionicsieve，weusedifferentfeedi

8、ngwaysindifferentwaterareas，granularionicsieveo