高锰地下水吸附试验探究

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1、高猛地下水吸附试验探究摘要：采用颗粒活性炭、粉末活性炭和活性炭负载壳聚糖对高猛地下水进行静态吸附试验，利用颗粒活性炭进行动态吸附试验，研究了静态条件吸附剂投加量、pH值、温度对吸附效果的影响，以及动态条件下浓度和流速对吸附效果的影响。结果表明，三种吸附剂吸附效果相差不大，相对而言粉末活性炭效果最好，颗粒活性炭效果与粉末活性炭较接近；静态试验中，当水中Mn2+的浓度为5mg/L时，水温251,pH值为68〜70状态下颗粒活性碳的处理效果最好，最佳投加量为002g/L,即04g(GAC)/mg(Mn2+)；动态条件下,猛

2、离子浓度的增加、流速增大都会使初始穿透点提前。关键词：猛；地下水；吸附；静态；动态；穿透体积中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：16721683(2013)03003504猛超标的地下水占地下水总量的20%,且主要集中在松花江流域和长江中下游地区，黄河流域、珠江流域等部分地区也有分布［13］。地下水中的猛主要以Mn2+形式存在［45］o猛超标的饮用水色、嗅、味等感官性状差，令人难以下咽，严重的会导致胃肠功能紊乱［6］。传统除猛工艺有自然氧化法、强氧化剂氧化法、接触氧化法、生物接触氧化法等［7］,目前国内外含猛

3、水质的地下水源水厂，其处理方法多采用天然猛砂接触氧化工艺［810］o这些除猛工艺存在着造价高、工艺复杂、滤池启动周期较长［11］、细菌的筛选、驯化需要一定的时间等问题［1214］o因此研发简单可行、经济有效的地下水除猛技术仍是一个急需解决的问题。采用颗粒活性炭、粉末活性炭和活性炭负载壳聚糖对高猛地下水进行静态吸附试验，研究了三种不同吸附剂对高镒地下水进行静态吸附行为和颗粒活性炭对高猛地下水进行动态吸附行为，为地下水除猛技术提供依据。1试验材料及方法1.1试验材料与仪器本试验样品选择硫酸猛模拟地下水；使用仪器包括SWQ

4、IA智能数字恒温控制器、SYC15超级恒温水浴、FA1004上皿电子天平、ZK82A型真空干燥箱、分选筛、SHAB恒温振荡器（常州国华电器有限公司生产）、VIS7220分光光度计（北京瑞利分析仪器公司生产）、pHS2C酸度计（上海大中分析仪器厂生产）。猛的测定方法采用甲醛厉分光光度法［15］。试验所用吸附剂为颗粒活性炭、粉末活性炭、壳聚糖、活性炭负载壳聚糖（CTS:GAC=1:10）［16］。1.2静态吸附试验将一定质量的吸附剂加入预处理的水中，分别改变试验条件，在恒温振荡器中振荡，进行静态吸附试验；达到吸附平衡后，

5、再用沉淀或过滤的方法使废水和吸附剂分开；最后计算去除效率。静态吸附容量ql的表达式为：ql=(CO-Ce)VIM(1)式中：CO为初始水样中Mn2+的浓度(mg/L)；Ce为吸附平衡时Mn2+浓度(mg/L)；V为水样体积(L)；M为吸附剂质量(g)o1.3动态吸附试验动态试验装置见图1。首先将不同浓度的Mn2+水样，以一定流速由吸附柱顶端进入吸附柱；其次将一定浓度Mn2+水样，以不同流速由吸附柱顶端进入吸附柱。每次取样100mL,计算出水中Mn2+的浓度。动态吸附量q2的计算公式为：[17]q2二V*・C01M(2

6、)式中：V*为穿透体积(L)o图1动态吸附试验装置Fig.IThedeviceofdynamicadsorptionexperiment2试验结果分析2.1吸附剂投加量的影响配制Mn2+浓度为5mg/L的模拟水样，调整水温度为25°C,pH值为7o颗粒活性炭、粉末活性炭、活性炭负载壳聚糖的投加量相同,分别为005g>010g.015g.020g.025g.030g.035g.040g,在振荡器中振荡12ho测得溶液中Mn2+的残留浓度，计算Mn2+的去除率，结果见图1。由图1可知，颗粒活性炭、粉末活性炭、活性炭负载壳

7、聚糖三种吸附剂对Mn2+的吸附效果都是随着投加量的增大而逐渐提高。总体上说，颗粒活性炭与粉末活性炭吸附效果差别不大，粉末活性炭的效果比颗粒活性炭好，活性炭负载壳聚糖的效果略差。主要是因为粉末活性炭粒度小，表面积较颗粒活性炭大，吸附Mn2+的能力较强，所以在相同条件下,达到相同的处理效果，投加量比较少。2.2pH值影响配制Mn2+浓度为5mg/L的模拟水样，并调节溶液pH值,颗粒活性炭、粉末活性炭与活性炭负载壳聚糖投加量都为020g,在25°C条件下充分震荡，静置片刻后测定上清液中的Mn2+的去除效果，结果见图2。图2

8、溶液的pH值与Mn2+去除率的关系Fig.2RelationshipbetweenpHvalueofsolutionandremovalrateofMn2+由图2可知，三种吸附剂对Mn2+吸附的最佳pH值均为66以上。在相同pH值下，颗粒活性炭与粉末活性炭吸附效果差别不大，粉末活性炭的效果稍好。相比活性炭来说活性炭负载壳聚糖的效果稍差一些。这是