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钛盐及复合钛铁盐混凝剂的制备及其对饮用水中砷的去除研究
作 者: 彭艳
导 师: 黄显怀; 唐玉朝
学 校: 安徽建筑工业学院
专 业: 市政工程
关键词: 除砷 混凝 钛盐 复合钛铁盐 饮用水
分类号: TU991.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
本研究使用TiCl4和Ti (SO4)2制备的钛盐混凝剂,用于去除饮用水中低浓度的砷。在不使用任何预氧化过程,混凝剂投加量为25mg/L时,残余As(Ⅲ)的浓度低于4μg/L,快速的水力条件可以取得更好的As(Ⅲ)去除效果。在pH范围3-6时,As(Ⅲ)的去除效率最佳,然而,在碱性范围内,随着pH的增长,As(Ⅲ)的去除逐渐降低。在使用混合钛盐作混凝剂时,投加亚铁盐可以有效地增加As(Ⅲ)的去除效率。另外,本研究采用简单的水解方法制备了一种新型复合钛铁混凝剂,用于去除饮用水中的砷。考察了pH值、混凝剂投加量、砷初始浓度、水力条件和共存离子等因素对砷去除效果的影响。结果表明,混合钛铁盐中的Ti4+/Fe2+具有良好的混凝除砷效果,在不使用预氧化工序的情况下,即可对As(Ⅲ)达到较好的去除效果。在pH为7,原水砷浓度为0.150mg/L,复合钛铁2号混凝剂投加量为10mg/L时,可使滤后水中砷浓度为8.44μg/L(<10μg/L);混凝剂加入量为10mg/L,对较高浓度的As(Ⅲ)仍具有很高的去除率,可使含砷量为0.500mg/L的原水去除率达到89.81%。水力条件对除砷效果的影响不大;混凝除砷的适宜pH为6~8;碳酸根(HCO3-)和磷酸根(H2P042-)等共存离子对砷的去除有一定的抑制作用。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-8 目录 8-10 插图索引 10-11 附表索引 11-12 第一章 绪论 12-27 1.1 砷 12-15 1.1.1 砷的基本知识 12 1.1.2 砷的理化性质 12-13 1.1.3 砷的危害 13-15 1.2 混凝除砷机理与应用 15-24 1.2.1 混凝作用机理 15-18 1.2.1.1 铁盐和铝盐的混凝除砷作用机理 16-17 1.2.1.2 钛盐的混凝除砷作用机理 17-18 1.2.2 混凝工艺在饮用水除砷中的应用 18-23 1.2.2.1 混凝剂的选择与应用 18-20 1.2.2.2 强化/优化混凝 20-23 1.2.3 混凝的影响因素 23-24 1.3 选题依据、研究目的与意义 24-27 1.3.1 选题依据 24 1.3.2 论文选题目的与意义 24-25 1.3.3 研究内容 25-27 第二章 试验方法 27-30 2.1 试验用水 27 2.2 试验设备及仪器 27 2.3 砷的测定 27-28 2.4 试验操作及计算方法 28-30 2.4.1 混凝试验操作步骤 28 2.4.2 砷去除率的计算方法 28-30 第三章 钛盐混凝剂的制备及其去除饮用水中砷的研究 30-38 3.1 钛盐混凝剂的配制 30 3.2 实验材料 30-31 3.3 实验方法 31-32 3.3.1 混凝方法 31 3.3.2 分析方法 31-32 3.4 结果与讨论 32-36 3.4.1 混凝剂投加量对砷去除效果的影响 32-33 3.4.2 砷初始浓度对砷去除效果的影响 33 3.4.3 pH值对砷去除效果的影响 33-34 3.4.4 水力条件对混凝除砷效果的影响 34-36 3.4.5 混合组分混凝剂对除砷效果的影响 36 3.5 本章小结 36-38 第四章 新型复合钛铁盐的制备及其去除饮用水中砷的研究 38-45 4.1 复合钛铁混凝剂的制备 38 4.2 试剂材料 38-39 4.3 实验方法 39 4.3.1 混凝方法 39 4.3.2 分析方法 39 4.4 结果与讨论 39-44 4.4.1 不同混凝剂的除砷效果比较及复合钛铁混凝剂去除砷的原理 39-40 4.4.2 混凝剂投加量和砷初始浓度对砷去除效果的影响 40-42 4.4.3 pH值对砷去除效果的影响 42 4.4.4 水力条件对混凝除砷的影响 42-44 4.5 本章小结 44-45 第五章 共存离子对复合钛铁盐除砷性能的影响 45-51 5.1 试验材料与方法 45 5.1.1 试验试剂 45 5.1.2 试验方法 45 5.2 结果与讨论 45-49 5.2.1 钙离子浓度对除砷效果的影响 45-46 5.2.2 磷酸氢根离子浓度对除砷效果的影响 46-47 5.2.3 硫酸根离子浓度对除砷效果的影响 47-48 5.2.4 碳酸氢根离子浓度对除砷效果的影响 48-49 5.3 本章小结 49-51 第六章 结论与建议 51-53 6.1 主要结论 51 6.2 建议 51-53 参考文献 53-57 致谢 57-58 作者简介及读研期间主要科研成果 58
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程(上水道工程) > 净水工程(给水处理)
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