鐵基氧化物吸附凈水技術原理與應用：以磷、鉻污染物為例

目錄
第1章 水中磷鉻污染及其控制技術 1
1.1 水體富營養(yǎng)化與磷去除技術 1
1.1.1 水體富營養(yǎng)化及其原因 1
1.1.2 水體富營養(yǎng)化控制技術 2
1.1.3 水中磷去除技術 4
1.2 水中鉻的來源、性質(zhì)與去除技術 5
1.2.1 水中鉻的來源及性質(zhì) 5
1.2.2 水中鉻去除技術 7
1.3 吸附法水處理技術 9
1.3.1 炭類吸附劑 9
1.3.2 天然礦物 9
1.3.3 層狀雙金屬氫氧化物 10
1.3.4 金屬氧化物 11
1.3.5 金屬氧化物改性砂濾料(MOCS) 12
1.4 納米氧化鐵吸附除磷鉻的研究進展 18
1.5 固液界面吸附基本理論 22
1.5.1 吸附等溫線與熱力學 22
1.5.2 吸附動力學 24
1.6 研究意義與內(nèi)容 25
參考文獻 26
第2章 納米鐵基氧化物吸附除磷技術 32
2.1 納米鐵鈦復合氧化物吸附除磷 32
2.1.1 材料與方法 32
2.1.2 鐵欽復合氧化物的制備優(yōu)選及物化特征 35
2.1.3 鐵欽復合氧化物吸附除磷行為及機理 39
2.1.4 小結(jié) 47
2.2 納米Fe-Al-Mn三元復合金屬氧化物吸附除磷 47
2.2.1 材料與方法 48
2.2.2 不同溫度制備吸附劑的物化特征及吸附性能對比 50
2.2.3 吸附磷前后Fe-Al-Mn三元復合金屬氧化物的物化特征 53
2.2.4 Fe-Al-Mn三元復合金屬氧化物吸附除磷行為 55
2.2.5 解吸再生 62
2.2.6 吸附機理探討 63
2.2.7 小結(jié) 68
2.3 新生態(tài)鐵錳復合氧化物吸附除磷 68
2.3.1 材料與方法 69
2.3.2 FMBO、HFO、FMMO、HMO 的物化特征 71
2.3.3 FMBO吸附除磷行為 77
2.3.4 FMBO吸附除磷機理分析 85
2.3.5 FMBO用于實際水樣除磷 88
2.3.6 小結(jié) 89
2.4 Fe2+-KMnO4工藝共沉淀除磷 90
2.4.1 材料與方法 90
2.4.2 Fe2+-KMnO4工藝除磷前后沉淀物物化特征 93
2.4.3 Fe2+-KMnO4工藝除磷影響因素 93
2.4.4 Fe2+-KMnO4工藝除磷機理探討 104
2.4.5 Fe2+-KMnO4工藝用于實際水樣除磷 114
2.4.6 小結(jié) 114
2.5 鐵錳復合氧化物吸附去除有機態(tài)磷一腺苷磷 115
2.5.1 材料與方法 116
2.5.2 FMBO的配比優(yōu)選 117
2.5.3 FMBO的物化特征 118
2.5.4 FMBO的腺苷磷吸附行為及機理 119
2.5.5 小結(jié) 126
參考文獻 126
第3章 改性層狀鋅鐵雙金屬氫氧化物吸附除磷鉻技術 132
3.1 材料與方法 132
3.1.1 實驗材料與儀器 132
3.1.2 吸附劑的制備 133
3.1.3 表征方法 134
3.1.4 磷酸鹽的吸附實驗方法 135
3.1.5 檢測與計算方法 137
3.1.6 其他陰離子的吸附實驗方法 138
3.2 吸附劑的篩選 139
3.2.1 ZFCL制備參數(shù)的篩選 139
3.2.2 CZF與SZF制備參數(shù)的篩選 142
3.2.3 小結(jié) 144
3.3 吸附劑的表征 145
3.3.1 SEM與TEM 分析 145
3.3.2 BET分析 149
3.3.3 TG-DSC分析 150
3.3.4 XRD分析 151
3.3.5 FTIR分析 153
3.3.6 Zeta電位分析 154
3.3.7 XPS分析 155
3.3.8 小結(jié) 156
3.4 磷酸鹽的吸附行為研究 157
3.4.1 磷酸鹽吸附過程的影響因素分析 157
3.4.2 吸附動力學、等溫線與熱力學研究 162
3.4.3 吸附劑的再生性能 167
3.4.4 小結(jié) 169
3.5 磷酸鹽的吸附機理研究 169
3.5.1 磷酸鹽吸附前后的SEM與TEM分析 169
3.5.2 磷酸鹽吸附前后的BET分析 173
3.5.3 磷酸鹽吸附前后的XRD分析 175
3.5.4 磷酸鹽吸附前后的FTIR分析 176
3.5.5 磷酸鹽吸附前后的XPS分析 178
3.5.6 磷酸鹽吸附過程及吸附機理分析 180
3.5.7 小結(jié) 183
3.6 鉻酸鹽的吸附過程影響因素與機理 185
3.6.1 鉻酸鹽吸附過程的影響因素分析 185
3.6.2 鉻酸鹽與磷酸鹽的吸附機理對比 189
3.6.3 小結(jié) 190
第4章 氧化鐵改性砂濾料吸附除磷技術 197
4.1 不同類型金屬氧化物改性砂濾料吸附除磷對比 198
4.1.1 金屬氧化物改性砂濾料的制備 198
4.1.2 改性砂濾料的物化性能測定方法 199
4.1.3 實驗方法與進水水質(zhì) 200
4.1.4 金屬氧化物改性砂除污染物性能 201
4.1.5 小結(jié) 212
4.2 鐵氧化物改性砂濾料吸附除磷 213
4.2.1 IOCS的制備與表征 213
4.2.2 實驗方法 216
4.2.3 濾料表征結(jié)果 217
4.2.4 靜態(tài)吸附除磷性能 220
4.2.5 解吸過程研究 231
4.2.6 動態(tài)吸附過濾除磷與再生效能 232
4.2.7 小結(jié) 235
參考文獻 236
第5章 顆?；瘹ぞ厶桥悸?lián)納米氧化鐵吸附除磷技術 239
5.1 顆?；疦IOC的優(yōu)化設計 240
5.1.1 主要儀器設備與試劑 240
5.1.2 吸附劑的制備 241
5.1.3 吸附劑的表征方法 242
5.2 實驗方法 244
5.3 顆粒化NIOC的形貌和吸附容量對比 245
5.3.1 不同摩爾比NIOC的外觀形貌 245
5.3.2 除磷吸附劑NIOC優(yōu)摩爾比的確定 245
5.4 NIOC的物化特征 246
5.4.1 NIOC的HRTEM 分析 246
5.4.2 NIOC的XRD和SAED分析 246
5.4.3 NIOC的FTIR分析 248
5.4.4 NIOC的機械強度、比表面積及孔徑分布 249
5.4.5 Zeta電位分析 251
5.4.6 NIOC的穩(wěn)定性分析 251
5.4.7 NIOC的表面元素含量 253
5.5 NIOC吸附除磷行為 253
5.5.1 吸附動力學 253
5.5.2 溶液pH值的影響 255
5.5.3 離子強度的影響 256
5.5.4 共存離子的影響 256
5.5.5 吸附等溫線 257
5.5.6 吸附熱力學分析 259
5.6 吸附劑的再生與重復使用 260
5.7 吸附機理分析 261
5.8 本章結(jié)論 262
參考文獻 262
第6章 鐵基氧化物吸附除鉻技術 265
6.1 介孔鐵鋯氧化物吸附除Cr(Ⅵ） 266
6.1.1 介孔鐵鋯氧化物的制備、優(yōu)選與表征 266
6.1.2 介孔鐵鋯氧化物吸附除Cr(Ⅵ)性能 274
6.1.3 介孔鐵鋯氧化物吸附Cr(Ⅵ)機理 283
6.1.4 小結(jié) 290
6.2 顆?；瘹ぞ厶桥悸?lián)納米氧化鐵吸附除Cr(Ⅵ） 290
6.2.1 實驗方法 290
6.2.2 吸附劑的物化特征 295
6.2.3 NIOC吸附除 Cr(Ⅵ)行為 299
6.2.4 吸附劑的解吸再生 307
6.2.5 動態(tài)柱結(jié)果 308
6.2.6 吸附機理 308
6.2.7 小結(jié) 313
6.3 除Cr(Ⅵ)顆粒化殼聚糖偶聯(lián)納米氧化鐵的優(yōu)選與性能 313
6.3.1 儀器設備與試劑 313
6.3.2 吸附劑的優(yōu)化制備與表征方法 315
6.3.3 實驗方法 316
6.3.4 不同配比吸附劑的物化性能對比 317
6.3.5 優(yōu)吸附劑的表征 318
6.3.6 Cr(Ⅵ)靜態(tài)吸附性能 322
6.3.7 小結(jié) 331
參考文獻 332
第7章 吸附-共沉淀用于水體除磷控藻的中試研究 336
7.1 材料與方法 336
7.1.1 試劑與材料 336
7.1.2 中試試驗 337
7.1.3 分析和表征方法 339
7.2 吸附-共沉淀法中試效果 340
7.2.1 對TDP的去除效果 340
7.2.2 對濁度的去除效果 341
7.2.3 水體透明度的變化 343
7.2.4 SiO32-的影響 344
7.2.5 粒徑分布變化 345
7.2.6 鐵錳殘留濃度 346
7.3 藥劑成本分析 347
7.4 小結(jié) 348
參考文獻 348
第8章 研究展望 349
8.1 納米金屬氧化物的規(guī)?；a(chǎn)與應用 349
8.2 納米金屬氧化物的安全性評價和生命周期分析 350
8.3 納米金屬氧化物的多功能性設計 350
8.3.1 氧化性與還原性 350
8.3.2 殺菌性 351
8.4 納米金屬氧化物的工程應用方式 352
8.4.1 顆粒化 352
8.4.2 磁分離 352
編后記 353