内循环流化床吸附—膜分离饮水除氟工艺研究

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1、＊：１０３６４分类号：ＴＵ３９单位代码／密级：１２：学号７２０５０５迄敗怎４ｋ未＾等硕±学位论文内循环流化床吸附－膜分离饮水除氣工艺硏究Ｓ电ｕｄｙｏｎｃｉｒｃｕｌａｔｅ打ｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏ打ｇｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｓｅａｒａｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓｐｐ研究生：周江文指导教师：徐微副教授＇合作指导教师：李学德教授申请学位口类级别：专业名称：环境工程研巧方向：水污染控制

2、工精所在学院：资源与环境学院－答辩委员会主席：爭己＞年月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果，。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。；时间研究生签名：年Ｉ月曰＾关于论文使用授权的说明目本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学

3、位论文的规定，Ｐ；学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可１＾＾１采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大学可用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。’（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）研究生签名：！时间：年Ｃ月＞日句｜一？第导师签名：时间：年ｋ月日摘要氟作为人体不可或缺的微量营养元素，对人体的健康起着重要作用。但长期摄入过高的氟元素则会导致氟中毒。中国广大的农村居民居住地较为分散，而高氟水地区分布较广，远离城市供水管网，若通过改

4、水降氟或集中供水工程解决，铺设管路任务艰巨，投资较大，因此研发适用于解决广大农村安全饮水技术和水处理设备，提高广大农村饮水安全成为迫切需要。在已报道众多除氟技术中，吸附法运行，维护成本相对较低，具有较好应用前景，尤其适合我国广大农村地区。关于吸附除氟已有大量研究，但多集中在吸附材料研究，而关于吸附反应器与设备的研究报道较少。本文将内循环吸附与膜分离技术联合，开发一种新型饮水除氟工艺—内循环流化床吸附-膜分离饮水除氟工艺，为明确工艺特性，以模拟高氟水为试验原水，首先通过对三种吸附材料的对比研究选出最适宜吸附剂，在此基础上开展

5、工艺的小试研究，主要结论如下：(1)通过对活性Al2O3，活性MgO和改性活性Al2O3三方面的对比实验，改性活性Al2O3为内循环流化床吸附-膜分离饮水除氟工艺运行的最佳吸附材料。考虑到粉体工程实际应用中材料粒径分布范围越窄，加工难度越高，且0.042-0.048mm和0.048-0.075mm的k2值和qmax相差较小，因此，选择粒径分布较宽的0.048-0.075mm活性Al2O3为工艺运行的吸附材料。(2)当pH值在4.5-9.5范围内时，所选活性Al2O3均能达到很好的除氟效果，PH值在6.5-7.5范围时，除氟

6、效果最佳。pH值过高或过低，活性Al2O3的除氟效果均显著降低；随着温度的升高，活性Al2O3吸附量略微增大，35℃时的吸附量是15℃的-1-1110.39%，吸附量相差0.40mg·g，与25℃的吸附量相差仅0.11mg·g，说明温度对活性Al2O3吸附效果影响较小；改性活性Al2O3的除氟效果受共存阴离子的影响均有不2-2---同程度的降低，CO3对除氟效果的影响最大。SO4、NO3和Cl对吸附剂的除氟效果-影响较小。H2PO4对氟离子吸附效果影响较大。竞争离子由强到弱的的影响顺序为2--2---CO3>H2PO4>S

7、O4>Cl>NO3。(3)由内循环流化床吸附-膜分离饮水除氟工艺的单因素试验知，增大曝气量可促进吸附进行程度，但非常有限；在一定范围内增大HRT可促进吸附进行程度，进而延长产水周期；增加吸附剂投加量可提高反应器的吸附反应速率，减缓出水浓度上升速度，进而可提高总产水量，但同时也使吸附剂总投加量增多；通过响应面法，确定-1内循环流化床吸附-膜分离饮水除氟工艺的最佳运行参数为吸附剂投加量为0.5g·L，HRT=3.2h。(4)在最佳运行参数条件下，在利用原生吸附剂时，一个运行周期ZCV为1.17-1-1-1L·g，MCV是1.3

8、7L·g，经过五次吸附剂的再生利用，ZCV为5.13L·g，MCV是-16.69L·g；再生次数越多，除氟的性能越差；膜污染短期内主要受膜孔堵塞的影响，长期运行主要为滤饼层污染。(5)基于吸附等温线模型、吸附动力学模型、反应器物料平衡方程建立工艺连续-1流动态数学模型。应用所建数学模型模拟HRT=4h，