石英砂負(fù)載β-FeOOH吸附去除飲用水中痕量溴酸鹽的研究.pdf

1、隨著飲用水深度處理技術(shù)之一的臭氧氧化工藝得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，臭氧氧化含溴水產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物溴酸鹽也引起了廣泛的關(guān)注。溴酸鹽已經(jīng)被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)歸入2B級(jí)（具有較高的致癌可能性）人類潛在致癌物，我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)和《飲用天然礦泉水》(GB8537-2008)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定溴酸鹽最高允許濃度為10μg/L，開(kāi)展對(duì)飲用水中溴酸鹽副產(chǎn)物進(jìn)行控制和去除的研究非常迫切。由于現(xiàn)有的溴酸鹽控制與去除技術(shù)存在著一定的缺

2、點(diǎn)和不足，吸附法由于操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。
　　 本研究通過(guò)重復(fù)負(fù)載法制備了石英砂負(fù)載β-FeOOH(CACQS)，并通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了不同條件下CACQS對(duì)溴酸鹽的吸附效果。主要研究了吸附劑投加量(20-160g/L)、溶液初始pH值(3-12)、接觸時(shí)間(1-240min)、溴酸鹽初始濃度(0.6-10mg/L)、反應(yīng)溫度(288K、298K和308K)和競(jìng)爭(zhēng)陰離子(Fˉ、NO3ˉ、OHˉ、SO42

3、-、PO43-、CO32-和Clˉ)等因素對(duì)吸附效果的影響，并探討了CACQS對(duì)溴酸鹽的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:
　　 1.CACQS吸附去除溴酸鹽的過(guò)程反應(yīng)非常迅速，在20min之內(nèi)即能吸附完全。pH對(duì)吸附效果的影響較大，當(dāng)溶液初始pH為3-10時(shí)，吸附效果比較穩(wěn)定，吸附量在1.5μg/g左右，而當(dāng)pH＞10時(shí)，吸附量呈快速降低的趨勢(shì)，最適pH范圍比較大，表明CACQS能適用于飲用水處理過(guò)程。降低溫度有利于吸附反

4、應(yīng)的進(jìn)行，三種實(shí)驗(yàn)溫度條件下(288K、298K、308K)，CACQS對(duì)溴酸鹽的飽和吸附量分別為47.39μg/g，45.75μg/g和29.07μg/g。
　　 2.水中共存陰離子會(huì)對(duì)CACQS去除溴酸鹽產(chǎn)生影響。陰離子對(duì)溴酸鹽的抑制大小順序?yàn)镻O43ˉ＞SO42ˉ＞CO32ˉ＞NO3ˉ。Fˉ和OHˉ能與CACQS表面的Cl發(fā)生離子交換作用，在一定程度上與溴酸根形成競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，對(duì)溴酸鹽的抑制作用要大于CO32ˉ。
　

5、　 3.Langmuir和Freundlich吸附模型均可以很好的描述CACQS對(duì)溴酸鹽的吸附過(guò)程，但Langmuir模型對(duì)吸附過(guò)程有更好的適用性，能更好地描述吸附規(guī)律(相關(guān)系數(shù)R2均大于0.99)。吸附動(dòng)力學(xué)可以用偽二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合?！鱃°值小于0表明吸附為自發(fā)過(guò)程并且為放熱反應(yīng)。溴酸鹽吸附的△Ho值為-14.74kJ/mol，為負(fù)并且小于40kJ/mol表明溴酸鹽在CACQS上的吸附作用為放熱反應(yīng)并且其之間相互作用為物理