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高氟水广泛分布于全球范围内,中国也是高氟水受害较为严重的国家之一,长期饮用高氟水对人体健康危害很大,在水资源日益短缺的今天,对高氟劣质水的处理就显得尤为重要。为探究对高氟劣质水中氟离子的去除方法和途径,本文制备了三种生物活性炭并对其进行了改性,制得了三种改性生物活性炭除氟材料,并对它们的除氟性能进行了研究。研究内容如下:(1)铁离子改性猪粪炭的制备及其除氟性能以猪粪为原材料,高温焙烧制得生物活性炭(ZC),ZC浸渍Fe3+后制得铁改性生物活性炭(Fe-ZC)。并对Fe-ZC的结构和形貌进行了SEM和FTIR的表征,研究了Fe-ZC的除氟性能,并从理论上对其等温吸附的动力学特征进行了探讨。结果表明:吸附时间为120min、pH为7、投加量为24g/L时,对高氟劣质水中氟离子的去除率达到90%以上。其中,CO32-、HCO3-、PO43-对除氟效果的影响显著,影响大小为CO32->HCO3->PO43-。Fe-ZC对氟离子的吸附过程为准二级动力学方程,符合Langmuir型等温模型。(2)氧化铝改性猕猴桃枝炭的制备及其除氟性能以猕猴桃枝为原料,高温焙烧制得生物活性炭(MC),MC浸渍三氯化铝溶液,然后300℃下加热2h制得载铝生物活性炭(Al-MC)。对Al-MC的结构和形貌进行了SEM和FTIR的表征。探讨了其制备条件。研究表明,当AlCl3浓度为0.3mol/L,加热温度为300℃时制得的材料除氟效果最佳。同时,研究了投加量、初始浓度、pH值、时间以及共存离子对氟离子去除性能的影响。单因素试验表明:初始浓度和pH值对氟离子的去除率有较大影响,CO32-、HCO3-、PO43-对除氟效果的影响大小为CO32->HCO3->PO43-。响应面试验表明:氟离子的吸附量与因素之间的函数关系可以用回归方程拟合,因素影响大小为:初始浓度>pH值>投加量;优化得到氟离子吸附的最佳条件为Al-MC投加量为0.3g,初始浓度为15mg/L,pH值为7时,吸附量可达到18.83mg/g。(3)硝酸镧改性竹炭的制备及其除氟性能以竹屑为原料,高温焙烧制得生物活性炭(ZuC),ZuC浸渍硝酸镧溶液制得载镧生物活性炭(La-ZuC),对La-ZuC的结构和形貌进行了SEM和FTIR的表征。在室温下,研究了吸附时间、pH值、投加量及初始浓度对氟离子去除性能的影响。单因素试验表明:吸附平衡时间为120min,当含氟劣质水的浓度为5mg/L时,除氟率达到98.6%。25mg/L时除氟率下降到35.12%,而吸附量则增加到29.27 mg/g。HCO3-、CO32-、PO43-对除氟效果的影响大小为CO32->HCO3->PO43-。就投加量、初始浓度、pH值、时间4个因素对含氟劣质水中氟离子吸附量的影响进行正交试验。4个因素对氟离子吸附量的影响大小依次为初始浓度、投加量、pH值、时间。最佳吸附条件为:pH值为7,初始浓度为15mg/L,投加量为0.3g。在此条件下,La-ZuC对氟离子吸附量可达到12.65mg/g。