纳米多孔复合材料动态除砷研究

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1、环境污染与防治网络版第6期2009年6月纳米多孔复合材料动态除砷研究（天津城市建设学院环境与市政工程系，天津300384）王银叶第一作者：王银叶，女，1954年生，教授，主要研究方向为水污染控制。邢丽云摘要利用纳米分子筛与硅藻土组成的多孔复合材料，在自制反应器内与絮凝剂形成柔性动态膜，测试了絮凝剂的种类、用量、投料方式与进水流量对材料成膜及膜层除砷效果的影响。结果表明，复合材料与絮凝剂动态成膜稳定，除砷效果明显，处理后的水可达国家应用标准。多孔复合材料使用后可循环再生，不会对环境造成二次污染。关键词纳米分子筛硅藻

2、土动态膜砷StudyondynamicremovalofarsenicwithNano-porouscompositeWangYinye，XingLiyun.(DepartmentofEnvirmental&MunicipalEngineering，TianjinInstituteofUrbanConstruction，Tianjin300384)Abstract:Porouscompositematerials,whichwascomposedofnano-zeoliteanddiatomite,andform

3、ingflexibledynamicmembranewithflocculantsintheself-madereactor.Theeffectofflocculantstype,dosage,feedingmodeonthefilm-formingwasinvestigated.Theexperimentalresultsshowedthat:compositematerialsandflocculantscanformastablefilmandremovearseniceffectively,theeffl

4、uentcouldcompletelymeetthenationalstandard,theusedmaterialswasrenewable,wouldnotcausesecondarypollutiontotheenvironment.Thestudyprovidesacertainreferencedatafortheproductionofcompositematerialsinactualapplication.Keywords:nanomolecularsieve;diatomite;dynamicf

5、ilm;arsenic近年来，地方性砷中毒问题逐渐引起人们的关注。饮用水除砷技术已经成为众多研究者的研究热点。饮用水除砷技术有很多种，其中包括：铁盐混凝沉淀除砷法[1]，海泡石除砷法[2]，铈铁吸附剂除砷法[3],磁性吸附材料除砷法[4]，新型树脂基水合氧化铁D201-HFO除砷法[5]。这些方法需要准确控制投药剂量，在水处理过程中引入过多的外来物质。一些方法由于操作复杂，不宜推广应用，同时由于水质影响，除砷容量有限。本文以硅藻土为载体与纳米级分子筛组成复合材料在动态的条件下进行除砷测试，探讨动态状况下复合动态膜

6、除砷的一些影响因素。1实验部分1.1实验材料纳米分子筛（高岭土煅烧制备，粒径30～50nm）；硅藻土[6]（粒径10～100μm，圆盘状粒）；砷酸钠、聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸铝(PAS)和聚合氯化铝(PAC)。1.2实验装置该实验采用动态膜装置测试,其装置如图1所示,动态膜反应器柱高100cm，圆柱直径50cm，中间套筒直径10cm，反应器侧面备有加料箱，底部为蠕动泵，容量为200L6环境污染与防治网络版第6期2009年6月。水流经蠕动泵打入反应器底部进水口，在进水口处与加入的药、料混合后进入反应器，进水流

7、量控制在100~1000L/h，投料速度控制在1~10L/min。图1.动态实验装置图1.3实验方法原水由离心泵抽入进水管，料液与进水混合后从套筒内从下向上流，从套筒的上部跌入套筒外部，在套筒底部水流向上流入主反应区，在此阶段纳米分子筛、硅藻土与絮凝剂在水流冲击下形成一种柔性的一定高度的动态膜层。原水经过动态膜后，水中部分砷离子被吸附去除，出水经过反应器顶端流出，出口设有取样口，定时监测出水砷浓度。动态膜底部吸附饱和后，老化膜体沉降到反应器底部，定时被排出。根据出水砷浓度及膜层高度，定时补充药剂和进水。观察投料方

8、式、进水流量以及投料速度对成膜及砷去除率的影响。2结果与讨论试验中分别考察最常用的三种絮凝剂：聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸铝(PAS)和聚合氯化铝(PAC)在动态测试中与复合材料成膜的情况。PAM在动态实验进行过程中与复合材料混合后，成膜效果较差，同时由于其单体有毒不宜大量使用。微量的PAS与复合材料混合成膜不稳定,除砷效果不明显。相同条件下，PAC水解后即可提供高价的