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生物除铁除锰滤池对砷的去除效果及机理研究

刘晓天

  近年来,地下水的砷污染问题受到越来越多的关注,目前世界上很多国家和地区都存在饮用水砷污染的问题,我国饮用水中砷污染现象也不容乐观。长期饮用含砷水会给人体健康带来极大的威胁,因此亟需开发经济高效的饮用水除砷技术。因As、Fe~(2+)、Mn~(2+)常共存与地下水中,鉴于生物除铁除锰滤技术在地下水除铁、锰过程中的优势地位,本文主要研究内容为生物除铁除锰滤池在地下水除砷方面的去除效果以及机理探讨,以期望指导工程实践。 本课题的研究内容主要分为三大部分,首先是生物除铁除锰滤池中生物铁锰氧化物对砷的吸附性能研究,研究方法为进行静态吸附试验研究。其次是生物除铁除锰滤池对砷的去除效果研究,研究方法采用中试规模的生物除铁除锰滤柱进行研究。最后初步探讨生物除铁除锰滤池对砷的去除机理,研究方法采用生物除铁除锰滤柱配合XPS分析。 生物铁锰氧化物的吸附试验研究表明,成熟的生物除铁除锰滤池内,由微生物作用产生的铁锰氧化物,对于As(Ⅲ)和As(Ⅴ)都有较好的吸附性能,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别达到563.24μg/g、303.47μg/g。并且在30min内基本完成吸附过程;在中性偏酸的pH范围内有最好的吸附效果;吸附受到水中磷酸盐的抑制作用比较明显。 生物除铁除锰滤柱的去除效果试验研究表明,成熟的生物除铁除锰滤池对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)都有比较好的去除效果,在比较高的进水浓度下(200μg/L),出水都能够达到国家标准,并且不会影响铁锰的去除效果。As在滤柱内的去除主要集中在上部滤层。在试验条件下,滤速控制在5m/h,As(Ⅲ)的进水负荷可以达到200μg/L,As(Ⅴ)的进水负荷可以达到200μg/L以上。反冲洗后会出现短暂的Fe、As超标的现象。 生物除铁除锰滤柱的去除机理试验研究表明,在滤池中的生物和锰氧化物对于As(Ⅲ)都有氧化作用,铁氧化物对As有很好的吸附作用,并且滤层内由微生物及其分泌物、铁锰氧化物、有机物等形成的生物膜和滤料间隙的菌泥,有很大的比表面积以及吸附性能,都在砷的去除过程中起到了重要的作用,因此生物除铁除锰滤池对砷的去除可以看做上述作用的综合结果。……   
[关键词]:地下水;除砷;除铁除锰;生物滤池
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工业大学2010年