常规净水工艺及二氧化钛基吸附材料对锰离子的去除研究

来源 :安徽建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lei7863
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,我国大多数城市已经将地表水作为城市供水的主要来源,由于地表水季节性、突发性锰超标现象频频发生,这无疑会对净水厂现行工艺造成冲击,影响净水厂的运行状况。针对地表饮用水锰超标现象,本课题组在夏季锰超标期间入住水厂,对合肥某净水厂除锰工艺现状开展相关研究,在了解各构筑物运行参数、水处理药剂投加点及锰超标期间原水水质情况,对水厂净水工艺各单元进出水及污泥取样分析,研究锰离子在净水工艺的去除及迁移转化情况。根据水厂锰污染的相关特点,通过以钛、铝盐为原料,利用不同方法制备出表面富有羟基的水合态金属氧化物,探究其对Mn2+吸附作用。具体研究如下:(1)水厂采用以“高负荷沉淀池+V型滤池”为主体的强化常规处理工艺。实验期间,净水厂饮用水水源水质良好,原水中的浊度、氨氮、CODMn、亚硝酸盐等均满足《地表水环境质量标准》三类地表水体质量要求。水源地水质锰浓度在0.07~0.25 mg/L、铁浓度在0.2~0.5 mg/L范围内,为应对锰超标现象,水厂采用高锰酸钾与次氯酸钠联合预氧化混凝工艺,使出厂饮用水中锰含量稳定在0.025 mg/L以下。(2)常规净水工艺对锰离子去除主要在预氧化混凝、V型滤池锰砂过滤工序过程中完成。在预氧化期间,高锰酸钾与次氯酸钠联合氧化混凝技术具有良好的除锰效果,可以将原水中63.8%的可溶性锰离子氧化成悬浮颗粒,经过高密池混凝沉淀和V型滤池锰砂过滤,锰离子的综合去除效果达到95.2%;V型滤池具有良好截污能力,能氧化水中可溶性锰离子,滤后水中锰含量稳定小于0.01 mg/L;生产废水中锰含量较高,回收水池中水质波动较大,浊度在12.0~16.0 NTU、锰离子浓度在0.2~0.8 mg/L,由于预氧化期间投加高锰酸钾,导致各构筑物污泥锰元素含量偏高,排泥池底部污泥锰含量达到9450.8 mg/kg,可交换态占30%,锰元素不稳定,容易受环境影响释放到水体中。(3)采用碱式法制备水合二氧化钛絮体材料(Ti)、钛铝絮体聚合材料(TA),通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XRD)、比表面积(BET)、傅里叶红外光谱(FTIR)等对其吸附Mn2+前后的结构进行了表征。并研究吸附去除Mn2+的动力学、热力学、吸附等温线、溶液p H、曝气等因素对吸附性能的影响。结果显示两种材料表面粗糙,并且富有大量褶皱、羟基,其中钛铝聚合材料为介孔材料,比表面积为243.365 m~2/g,吸附Mn2+后表面变得光滑;曝气氧化对自制吸附材料除Mn2+有显著的促进效果,钛铝物质的量比为7:3时,经曝气后Mn2+的去除率达到95.27%;两种絮体材料的吸附动力学与吸附等温线拟合曲线比较相似,准二级动力学模型可以较好的拟合吸附反应;热力学参数ΔG?<0、ΔH?>0、ΔS?>0,表明两种材料对Mn2+吸附是自发的吸热过程,随反应过程的自发性随温度的升高而增大;吸附过程与Langmuir和Temkin等温吸附方程比较吻合,为单分子化学吸附。在p H=7.0时,两种材料吸附得到Langmuir等温线方程相关系数R~2分别为0.9806、0.9984,吸附量QMax分别为73.65、177.32 mg/g;两种吸附材料受p H值影响较大,p H=5时二氧化钛对锰离子吸附能力很弱,钛铝聚合材料对锰离子吸附抑制效果减弱;对水库原水为0.108 mg/L的锰含量进行实际测试,水中锰离子剩余浓度分别为0.026、0.015 mg/L,去除效果分别为75.9%、86.1%。图[37]表[12]参[113]
其他文献
随着大数据技术的迅速发展,有些企业可以通过数据分析工具获得产品的市场需求信息,这些企业的信息共享决策会影响自身的收益,因此,企业如何制定最优的信息共享策略是管理者很重视的问题。现实中,供应链中可能仅零售商拥有市场需求信息,也可能是仅制造商能预测市场需求信息,并且零售商上游的制造商大多数是非对称竞争的关系。因此,本文针对包含两个非对称竞争制造商和一个零售商的供应链,先研究零售商需求信息共享策略对供应
学位
块体非晶合金作为高性能材料,在生物医学领域的潜在应用引起了越来越多的关注。因此,各种非晶合金的临界尺寸、腐蚀行为、生物相容性已被广泛研究,推进其在种植体与医疗器械领域的应用。在人体内环境中,人工植入物失败的主要原因除了感染外,还包括材料的耐腐蚀性较差、与骨组织嵌合力低、骨整合能力不强等导致的无菌性松动,这些因素与材料表面特征具有重要联系。脉冲激光在生物材料表面仿生微/纳米结构制备方面展现出独特的魅
学位
选区激光熔化技术作为一种适用于金属或陶瓷材料的增材制造技术。与传统成形方式相比,选区激光熔化技术具有成形速度快、成形自工由度高等优势被广泛应用。选区激光熔化快速成形的过程往往伴随着多种复杂的物理、化学现象,并对成形试样的性能和组织形貌造成影响。通过试验方法很难研究这些复杂现象对成形过程的影响,并且采用试验方法调控工艺参数来提升成形试样性能成本较高且效率较低。本文为了研究成形参数对成形过程和成形试样
学位
近年来,抗生素滥用导致的污染问题愈发严重。四环素作为最常用的一类抗生素,在水体中有较高的检出量,是当前水处理领域的研究热点。芬顿法是降解四环素的有效方法之一。然而,传统的芬顿法需要消耗大量H2O2。本文将铝空气电池和芬顿氧化结合在一起,利用O2的二电子还原,在铝空气电池空气阴极上原位生成H2O2,再通过芬顿反应生成·OH来降解四环素。实验中,以碳材料为催化剂制备了空气阴极,研究了铝空气电池的产电性
学位
随着人类环保安全意识的不断增强,国内外越来越多的学者开始关注水环境中抗生素的去除,硫酸根自由基的过硫酸盐技术是一种新型高级氧化技术(AOPS),可以有效的去除难降解的抗生素废水。金属有机框架(MOFS)具有可调活性位点、易功能化、比表面积大及稳定性能好等特点,有可能成为性能优良的类芬顿催化剂。实验以2-氨基对苯二甲酸(AR)、N,N二甲基甲酰胺(DMF)为有机配体、Fe为中心金属,采用溶剂热法合成
学位
随着武器装备朝着更高精度、更快速度方向发展,武器装备对其伺服系统的动静态性能也提出了更高的要求。本文以武器伺服系统为背景,对一类多电机同步驱动伺服系统的控制方法展开了研究,具体内容如下:在永磁同步电机数学模型的基础上,结合多电机伺服系统结构,介绍了理想情况下四电机伺服系统动力学模型。在此基础上,进一步介绍了含齿隙的四电机伺服系统动力学模型。在对传统电消隙方法进行比较分析的基础上,针对普通变偏置力矩
学位
目前,随着跟踪与反跟踪技术的不断发展,被动跟踪方式在目标跟踪领域的作用日益凸显。由于被动跟踪具有良好的隐蔽性和较高的可靠性,因此在侦查、监视、定位等军事应用中有着更为重要的研究价值。其中的纯角度跟踪,作为一种典型的被动跟踪方式也逐渐成为一大热门研究方向。由于现代跟踪系统对目标跟踪精度和算法性能要求不断提高,单观测平台的目标跟踪技术已无法满足跟踪性能的需求,因此,无线传感网络开始被应用于目标跟踪中。
学位
我国城市化的快速发展和生活质量的不断提升,混凝土建筑的美观性能和耐久性能需求越来越高。超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)可以提供足够的施工强度和结构耐久性,满足建筑工程高耐久、大尺寸、薄壁化、轻量化的设计要求,在大跨度桥梁工程、抗爆工程、防辐射工程等领域发挥重要的作用。但普通UHPC美观性不足,原材料成本高、自收缩变形大,极大的限制了UHPC
学位
行人检测,广泛应用于智能视频监控、自动驾驶和智能机器人等领域,其目标是识别并定位出输入图像中每个行人实例,一直是计算机视觉的重要研究领域。针对行人检测,本文基于卷积神经网络,围绕行人的尺度变化、遮挡以及算法的实时性三个方向进行研究并提出了改进的行人检测算法。本文的主要研究内容如下:首先,对训练所用的数据集进行预处理。由于数据集的多样性能提升模型的泛化性能,因此在每次训练之前,本文对数据集进行翻转、
学位
随着现代社会的发展,交通安全已经成为一个越来越重要的问题。但是在一些特殊路段处安全问题频频发生,比如高架和桥梁。在这些路段,如果允许卡车、工程车辆等随意通行,有可能会造成极大的安全问题,从而带来巨大的经济损失和安全隐患,因此有必要对经过车辆的情况进行相关审查。随着机器视觉的发展,使用新兴技术进行相关的识别检测工作可以高效及时的阻止相关安全问题的出现,实现对路段的通行情况实时监控。使用相关检测技术可
学位