As(V)在紅壤中的吸附-解吸行為研究.pdf

1、本文選用我國(guó)南方地區(qū)廣泛分布的紅壤作為吸附材料處理含砷水，通過靜態(tài)吸附平衡實(shí)驗(yàn)，研究砷在紅壤中的吸附-解吸行為以及各因素對(duì)吸附的影響，并較為系統(tǒng)的探討了紅壤對(duì)砷的吸附機(jī)理。該研究為飲用水水源砷污染超標(biāo)的處理工藝設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)，并可為其他污染水如隔、鉻和生活污水等的處理研究提供借鑒，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。另外，以土壤為吸附材料，取村比較方便，處理成本低廉，設(shè)計(jì)的處理工藝適合在農(nóng)村分散式取水地區(qū)使用和推廣。
　　 本文研究?jī)?nèi)容如下

2、：
　　 1、研究初始溶液As(Ⅴ)濃度、反應(yīng)時(shí)間、體系pH值、反應(yīng)溫度以及共存陰離子等單因素條件對(duì)紅壤吸附砷的影響，并通過L16(44)正交試驗(yàn)考察綜合因素影響下的吸附效果。
　　 2、對(duì)體系進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)研究。研究初始溶液As(Ⅴ)濃度、體系pH及反應(yīng)溫度對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)的影響，并通過各因素下動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值模擬探討吸附機(jī)理與模式。
　　 3、對(duì)體系進(jìn)行吸附熱力學(xué)研究。對(duì)不同溫度、不同初始濃度下的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行等

3、溫吸附模型模擬，進(jìn)一步探討吸附機(jī)理；并對(duì)吸附做熱力學(xué)分析，研究其熱力學(xué)效應(yīng)。
　　 4、對(duì)吸附后的土壤做解吸實(shí)驗(yàn)研究，考察砷在土壤中的穩(wěn)定性及遷移規(guī)律。分析影響解吸的因素，并對(duì)砷在土壤中的解吸行為進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究。
　　 本文結(jié)論主要有：
　　 1、影響因素研究。紅壤對(duì)砷的吸附與初始溶液砷濃度、接觸時(shí)間、體系pH值、反應(yīng)溫度及共存離子等有關(guān)，四因素對(duì)吸附影響大小順序?yàn)椋后w系pH值＞接觸時(shí)間＞初始溶液砷濃度＞反應(yīng)溫度

4、。吸附劑對(duì)砷的去除率隨著初始濃度的增大逐漸降低；在反應(yīng)初期土壤吸附率迅速增大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)增幅下降并逐漸趨于吸附平衡；體系pH值對(duì)紅壤吸附砷的影響較大，吸附率隨著體系pH值的增大總體呈減少趨勢(shì)；溫度對(duì)吸附有促進(jìn)作用，土壤材料對(duì)砷的吸附量隨著溫度的升高逐漸增加；H2PO3-、SiO33-的存在明顯抑制土壤對(duì)砷的吸附，SO42-添加濃度增大到一定程度才對(duì)砷吸附有促進(jìn)作用，HCO3-離子的添加使土壤對(duì)砷的吸附率逐漸增加，而Cl-、NO3-對(duì)

5、砷的去除率沒有顯著影響。
　　 2、吸附動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)研究。砷在紅壤中的吸附用Langmuir吸附模型擬合效果最好，計(jì)算出的土壤最大吸附容量為1250mg·kg-1，Langmuir吸附模型分離因子0＜RL＜1，表明土壤對(duì)砷的吸附為優(yōu)惠吸附；由Freundlich吸附模型計(jì)算0.1＜1/n＜0.5，說明砷酸根離子在土壤表面易被吸附；吸附自由能變?chǔ)＜0，說明吸附反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，吸附焓變?chǔ)＞0，表明土壤對(duì)砷的吸附是吸熱反應(yīng)，吸附

6、熵變?chǔ)＞0，說明土壤吸附砷的過程中還伴隨著砷的解吸，另外可能是砷酸根進(jìn)入吸附點(diǎn)位交換下了更活潑的離子，或者是由于吸附水分子的置換所引起的熵的增加大于離子吸附所引起的熵值降低。通過對(duì)紅壤吸附砷的熱力學(xué)研究，初步得出吸附是包括物理吸附和化學(xué)吸附的復(fù)雜過程。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紅壤對(duì)砷的吸附過程遵循Lagrange二級(jí)動(dòng)力學(xué)模式，吸附過程除了顆粒間擴(kuò)散還有其它步驟控制。
　　 3、解吸行為研究。土壤中吸附態(tài)砷的解吸行為研究表明，砷在土