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： 热脱水改性磷石膏脱除废水中氟离子的机制研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 热脱水改性磷石膏脱除废水中氟离子的机制研究/.吴泳霖著/.陈建军，蒋明指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.26 |
| 载体形态项： | 68页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 资源与环境学院, 学号2020210271 |
| 提要文摘： | 我国是高氟地区，全国大部分地区都存在有饮用水中氟化物浓度超标的现象。而水中氟化物浓度超标会对人体健康造成危害。因此，降低水域氟浓度的对于饮用水安全问题有着重要意义，目前主要去除水中氟污染方法有：化学沉淀法、电絮凝法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。磷石膏是磷化工湿法制取磷酸时产生的固态副产物，主要化学成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，我国磷石膏储存量巨大，且每年产量远大于其资源化利用，这导致越来越多的磷石膏被堆积存放。因此，提升磷石膏的资源化利用率是目前固废资源化的主要任务。本文通过总结国内外水中氟离子脱除方法，以固体废物磷石膏为原材料经过热改性脱除氟离子展开研究。 本研究通过热重实验计算求出最适合磷石膏热解机理函数，并求解活化能和指前因子。挑选出磷石膏最佳改性方法，并研究了其对水中氟离子的脱除性能。探究磷石膏改性条件(煅烧温度、煅烧时间)和操作条件(反应温度、投加量、pH和离子浓度)对除氟性能的影响，最后借助X射线晶体衍射(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线荧光光谱仪(XRF)等表征手段探究热处理后的磷石膏对水中氟离子的脱除机理。 结果表明，氮气气氛下，最适宜的机理函数有两种，分别为 g(α)= [-ln(1-α)]1/3和g(α)=(1-α)-1/2。其中，由机理函数g(α)=[-ln(1-α)]1/3得到不同升温速率下的活化能Es分别为52.61、57.16、54.80和54.07 kJ·mol-1，指前因子lg(As)分别为7.31、7.40、7.02和7.22 min-1；机理函数g(α)= (1-α)-1/2得到不同升温速率下的活化能Es分别为63.72、56.98、62.26和59.71kJ·mol-1，lg(As)分别为6.30、5.80、6.63和5.73 min-1。空气气氛下，最适宜的机理函数为g(α)=α1/3，Es分别为62.08、66.45、76.82和71.18kJ·mol-1，lg(As)分别为5.96、6.07、6.20和6.30 min-1。 通过对比改性方式及条件、投加量、反应温度、氟离子初始浓度和pH对磷石膏去除水中氟离子的效率影响。结果表明：磷石膏经过低温热改性后除氟效率最高，最佳除氟条件为：煅烧温度140oC，煅烧时间5h，氟离子浓度200mg/L，反应温度20oC，投入量40g/L，pH=2，除氟效率高达94.23%。但考虑到样品磷石膏投入量为10g/L时除氟效率尚佳的同时利用率更高，因此其余单因素实验中投入量选用10g/L；实际水域酸碱度多为中性，氟溶液pH选为7，氟离子初始浓度为100mg/L。相较于改性前，改性后磷石膏除氟效率提升了18.14%，效果显著。 SEM-EDS、BET分析表明，磷石膏热处理和除氟后形貌特征无明显差异，皆为不规则片状、多分层。热脱水改性后，磷石膏孔径扩大，比表面积降低，除氟性能增加。FTIR、XRD、XPS等表征方法皆在除氟后磷石膏样品中发现CaF2，表明热脱水后，磷石膏中CaSO4·0.5H2O溶解出的Ca2+与水中F-反应形成更难溶的CaF2沉淀，降低了溶液中F-离子的浓度。 简单的低温热脱水(140°C)处理方式不仅能节约磷石膏的热处理能耗，还能有效的脱除水中氟离子，达到“以废治废”的目的。 |
| 并列题名： | Study on the mechanism of fluoride ion removal from wastewater by thermal dehydration modified phosphogypsum |
| 题名主题： | 热改性 磷石膏 氟离子 化学沉淀 学位论文 |
| 中图分类： | X52-533 |
| 个人名称等同： | 吴泳霖 著 |
| 个人名称次要： | 陈建军 指导 |
| 个人名称次要： | 蒋明 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |