曝氣法同步去除富鍶冷礦泉水中鐵和鋇的效能研究.pdf

1、我國黑龍江省五大連池地區(qū)的偏硅酸型富鍶冷礦泉是藥用價值很高的天然礦泉水源,水中同時含有的鋇、鍶兩種元素,鋇元素對人體具有很大毒性,而鍶元素是對人體有益的微量元素,希望實現(xiàn)去除鋇元素而保留鍶元素,但鋇、鍶元素屬于同一主族,化學(xué)性質(zhì)相似,在處理過程中很可能同時被去除。而目前的礦泉水處理工藝通常僅僅關(guān)注常見物質(zhì)的去除,對于鋇元素這類有毒離子的研究較少。并且大多數(shù)研究都忽略了有益元素的保留問題,常規(guī)礦泉水處理過程能否實現(xiàn)除鋇留鍶的效果仍然未知。

2、國內(nèi)外在水中鋇污染去除方面的研究極少,且難以滿足除鋇留鍶的實際需要。隨著天然礦泉水的質(zhì)量日益受到關(guān)注,安全有效的礦泉水處理方法亟待開發(fā)。
　　本研究以五大連池富鍶冷礦泉為背景,通過實驗?zāi)M傳統(tǒng)礦泉水處理工藝中曝氣、沉淀以及過濾的過程,考察有害元素鐵和鋇的去除情況和有益元素鍶的保留情況,通過考察氣水比、各離子初始含量、重碳酸鹽含量、反應(yīng)終點pH值、曝氣強度以及鐵元素的含量等因素的影響,確定了需要重點控制的幾個工藝參數(shù)值,并以五大連池

3、實地采集的水樣作為實驗對象,考察該方法的可行性,為實際處理工藝設(shè)計提供了重要參考。此外,還進行了曝氣法同步除鐵除鋇留鍶的機理探究。
　　實驗結(jié)果表明,各反應(yīng)體系的曝氣過程中,Ba元素含量變化均依附于Fe元素含量的變化,在曝氣過程中逐漸被沉淀去除,在此過程中,Sr元素的含量基本保持不變,基本達到了同步除鐵除鋇留鍶的效果。各反應(yīng)體系中,當(dāng)曝氣時間達到20min左右,即pH值達到7.5左右時,鐵、鋇元素的含量達到平衡。氧氣曝氣對同步除鐵

4、除鋇留鍶沒有明顯優(yōu)勢,建議采用空氣作為曝氣源,以降低制水成本。曝氣終點的pH值大于8.1時,鋇、鍶元素含量陡降。為達到最大留鍶效果,建議控制反應(yīng)終點pH值在8.0左右。鐵元素的初始含量升高至60mg/L以上時,鍶元素開始出現(xiàn)與鋇元素類似的降低趨勢。水中鋇元素的最大去除量可在已知水中鐵元素含量的情況下,用公式計算。
　　機理初探結(jié)果顯示,曝氣法同步除鐵除鋇的機理可能是Fe(OH)3絮體對鋇離子的吸附作用,該吸附作用符合BET吸附等溫