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固定床反应器中复合脱氟剂吸附性能的研究

作　者: 杨婧
导　师: 康建雄
学　校: 华中科技大学
专　业: 环境工程
关键词: MgOP 除氟固定床反应器穿透曲线
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要

氟是人体维持正常生理活动不可缺少的微量元素之一,但摄入过量的氟会影响人体健康,导致氟斑牙和氟骨症等疾病。中国是世界上地方性氟中毒危害严重的国家,受威胁区域广、人口多,防治任务繁重。目前国内外含氟水处理方法主要包括:吸附法、离子交换法、凝结-沉淀法和膜工艺,其中以吸附法及凝结-沉淀法应用较为广泛。吸附材料的实际应用主要采用流化床、移动床及固定床三种类型的反应器,而固定床反应器由于具有床层颗粒摩擦损耗小,流体同吸附剂可进行有效接触且易于分离,结构简单、易操控的特点广泛应用于吸附操作中。本文以固定床反应器为载体,对动态条件下复合脱氟剂的吸附性能进行了研究。实验测定了固定床反应器的穿透曲线（BTC）,并通过Thomas及Yan模型对其进行数学拟合,探讨了不同运行参数及环境条件对吸附剂脱氟效果的影响,获得MgOP在固定床反应器中最适宜的除氟条件。结果表明:吸附床层在较高床层质量及较低的流量时脱氟性能较好,能适应浓度高达20 mg/L的含氟溶液,而初始氟浓度为10 mg/L时MgOP的吸附容量则最大,为16.6 mg/g;MgOP对环境温度适应性强,但溶液pH对MgOP的脱氟性能有较大影响,溶液中的干扰离子,除HCO3-外,溶液中的Cl-、SO42-、NO3-对F-的吸附无负面影响。数学模型的拟合结果还表明Yan模型与实验结果的相关性明显优于Thomas模型,能较为准确的预测反应器的穿透时间,而Thomas模型对MgOP的吸附容量计算准确度较好。本文还探讨了MgOP的稳定性,结果表明:处理后溶液中Mg²⁺的浓度不随反应时间而变,稳定在1² mg/L;而存储时间长达6个月时,MgOP的脱氟性能仅下降了10%。总而言之,MgOP在反应器中运行稳定,吸附容量大且无二次污染,易存储,实际运用前景良好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景  9-11
  1.2 水溶液中氟去除的研究进展  11-15
  1.3 课题的研究目的及内容  15-17
2 试验设计及分析方法  17-23
  2.1 试验材料及仪器  17
  2.2 复合脱氟剂的制备  17-18
  2.3 模拟含氟水溶液的配制  18
  2.4 氟的分析方法  18-21
  2.5 镁的分析方法  21-23
3 反应器及反应流程的设计  23-26
  3.1 反应器类型  23-24
  3.2 反应器的设计  24-25
  3.3 反应流程的设计  25-26
4 固定床反应器吸附模型的建立  26-31
  4.1 Thomas 模型  26-27
  4.2 Yan 模型  27-28
  4.3 考察指标  28-31
5 MgOP 吸附性能的研究  31-47
  5.1 运行参数对吸附性能的影响实验  31-35
  5.2 环境条件对吸附性能的影响  35-45
  5.3 本章小结  45-47
6 MgOP 的吸附稳定性研究  47-50
  6.1 吸附过程中MgOP 的稳定性研究  47-48
  6.2 存储过程中MgOP 的稳定性研究  48-49
  6.3 本章小结  49-50
7 结论与建议  50-52
  7.1 结论  50
  7.2 建议  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-56

固定床反应器中复合脱氟剂吸附性能的研究

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