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1、第32卷2016焦第13期7月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．13Jul．2016碳化稻殼吸附嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)地下水Fe2+與Mn2+的性能分析孫楠1，田偉偉1，張穎讎，田佳麗1(1．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與建筑學(xué)院，哈爾濱150030；2．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030)摘要：為低溫同步凈化鐵錳地下水，保障嚴(yán)寒村鎮(zhèn)飲用水安全，優(yōu)選600qC碳化稻殼CRH600，基于x射線衍射分析(x．ravdiffraction，XRD)、掃描電子顯微鏡(scannin
2、gelectronmicroscope，SEM)、比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析(Brunauer．Emmett—Tellernitmgensorption，BET．N2)、傅立葉紅外線光譜分析(Fouriertransforminfraredspectroscopy，F(xiàn)FIR)、Boehm測(cè)定法等表征剖析CRH600吸附Fe“、Mn：+機(jī)理，通過單因素試驗(yàn)確定最佳投加量與溶液pH值，采用吸附等溫線一動(dòng)力學(xué)一熱力學(xué)理論揭示CRH600低溫吸附性能，考察CRH600低溫再生能力。結(jié)果表明：CRH600比表面積大，稻殼碳化后表面官能團(tuán)含量增多，其中一OH憑借離子交換與表面絡(luò)合作用對(duì)F
3、en、Mn2+去除貢獻(xiàn)最大。10。c時(shí)CRH600對(duì)溶液中混合的鐵錳不存在競爭吸附；最佳溶液pH值分別為5、6，最佳投加量分別為6、10g／L。吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型與Langmuir模型，受膜擴(kuò)散與顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制，飽和吸附量分別為5．85、2．83mg／g。吸附自發(fā)放熱、熵減，低溫效果佳，物理與化學(xué)作用并存。H：S0。為吸附飽和CRH600的最優(yōu)解吸劑，最佳吸附一解吸循環(huán)次數(shù)分別為5、3，再生CRH600對(duì)Fe2+、Mn2+的平衡吸附量可達(dá)解吸前的800／6、90％。研究結(jié)果為改性稻殼顆粒低溫去除地下水鐵錳的應(yīng)用提供了充分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論支撐。關(guān)鍵詞：吸附；金屬
4、離子；動(dòng)力學(xué)；碳化稻殼；嚴(yán)寒地區(qū)；Fe2+；Mn2+doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．13．028中圖分類號(hào)：X523；X712文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2016)一13—0197—09孫楠，田偉偉，張穎，田佳麗．碳化稻殼吸附嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)地下水Fe2+與Mn2+的性能分析【J1．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32(13)：197—205．doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．13．028http：Hwww．tcsae．orgSunNan，TianWeiwei，ZhangYing，TianJial
5、i．AdsorptionpropertiesofFe2+andMn2+fromgroundwaterincoldregionsbycarbonatedricehusk[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(13)：197-205．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．13．028http：／／www．tcsae．org0引言中國東北嚴(yán)寒地區(qū)
6、地下水豐富，埋藏淺且分布穩(wěn)定，開采潛力大，該區(qū)村鎮(zhèn)飲用水源大多取自地下水，以黑龍江為例，2014年針對(duì)哈爾濱、齊齊哈爾、佳木斯、大慶、雞西、雙鴨山、伊春、綏化地區(qū)18個(gè)村鎮(zhèn)分散地下取水點(diǎn)的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)受原生地質(zhì)環(huán)境與地層錳礦影響，冬季村鎮(zhèn)地下水體Fe2+、Mn2+含量超標(biāo)嚴(yán)重，F(xiàn)e2+、Mn2+濃度范圍分別為0．44～20．4、0．65～2．55mg／L，最大超標(biāo)倍數(shù)分別達(dá)67、24．5倍，嚴(yán)重威脅村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與居民身體健康；鑒于地下水溫保持在7。lo。C范圍內(nèi)，故研發(fā)低溫高效的鐵錳地下水同步凈化技術(shù)，并進(jìn)行工程示范與推廣迫在眉睫，對(duì)保障嚴(yán)寒村鎮(zhèn)飲用水安全具有重要
7、的學(xué)術(shù)價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。國外對(duì)地下水除鐵錳的研究始于一百多年前，主要技術(shù)包括化學(xué)藥劑氧化法、臭氧處理法、臭氧一活性炭工藝、地層工藝、生物法等”21。國內(nèi)對(duì)地下水除鐵、錳的研究與實(shí)踐始于20世紀(jì)50年代；60年代初，中國成功試驗(yàn)了天然錳砂接觸氧化除鐵工藝；70年代初，李圭白院士確立收稿日期：2016—01—18修訂13期：2016—04—20基金項(xiàng)目：黑龍江省博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(LBH—Z13025)作者簡介：孫楠，女(漢族)，遼寧盤錦人，副教授，博士，主要從事農(nóng)村水處理修復(fù)理論與技術(shù)研究。哈爾濱東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與建筑學(xué)院，150030。Em
