纳米KDF去除水中余氯及重金属的试验研究

作     者：翟羽佳 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田秀君

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：纳米KDF 余氯 重金属离子 滤速 初始浓度 滤料层高度 

摘      要：随着工业及科技的发展,水中的溶解性污染物如重金属离子、余氯、消毒副产物等对水质的影响日益引起人们的重视。不仅人们对水质的要求越来越高,寻求一种高效的工业用水预处理手段也成为研究的重点。纳米KDF是继活性炭和KDF之后又一种新型、高效的多功能净水材料,可以有效去除水中的重金属离子、余氯、有机物等污染物质,在使用过程中没有细菌滋生、易板结、阻力增大的现象,在水净化领域已有广泛的应用。 本实验采用NMC-Ⅲ型滤料,在不同滤速、初始浓度、滤料层高度等条件下研究了纳米KDF对水中余氯、重金属离子的处理效果及铜、锌的溶出情况。 纳米KDF是基于电化学氧化还原反应去除水中污染物质的。由多种金属元素组成的纳米KDF中存在多元电势差,形成多个微小的原电池,电位正的铜称为阴极,电位负的锌及其他金属成为阳极,在阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,其中锌的电极电位最低,化学性质最活泼,在电池反应在最先失去电子;水中的余氯、重金属离子等从阴极得到电子,被还原为cl-和金属原子而从水中除去。 纳米KDF对水中余氯的去除结果表明：纳米KDF可以有效去除水中余氯,实验初期,滤速24m／h时的去除率可达到98%以上。去除率会随着滤料层高度的增加、初始浓度的下降和滤速的降低而升高。滤速、滤料层高度单方面控制时均只能在一定范围内影响去除效果,即滤速不能一味降低,滤料层高度也不能无限加长。 纳米KDF对水中重金属离子的去除结果表明：纳米KDF可将5倍于《生活饮用水卫生标准》的铅和镉的离子浓度降低到低于国家《生活饮用水卫生标准》,尤其是对铅的去除效果非常好,出水中铅离子的浓度远小于卫生标准规定的浓度。但实验中对铬的去除效果并没有预想中的好,去除率最高为73.8%,最低甚至降到38.4%。 铜、锌离子的溶出结果表明：原水经纳米KDF处理后,出水中会有少量的铜、锌离子溶出,溶出的铜、锌离子的量与滤速、滤层高度等因素没有必然联系,只是在一定范围内波动。