载铁活化天然沸石处理高氟地下水
摘要：采用氯化铁改性天然沸石进行地下水除氟效果的研究,考察了地下水中4种阴离子Cl-、HCO3-、SO42-和PO43-对该改性沸石除氟效果的影响,并分析了其除氟机理和表面成分。研究结果表明,对于初始氟浓度不同的水样,随着阴离子浓度的增加,吸附剂对氟的去除率逐渐下降。Cl-对吸附剂除氟效果影响较小,氟去除率降低较慢;随着HCO3-浓度的增大(由100mg/L到1000mg/L),水样pH由8.42缓慢升高到9.52,而氟去除率则由70.36%缓慢下降到56.73%(2mg/L);SO42-及PO43-对改性沸石除氟效果影响较大,氟去除率降低较快,且PO43-的影响大于SO42-。可以得到载铁活化天然沸石对4种阴离子的吸附顺序为:PO43->SO42->HCO3->Cl-。
地下水是水资源的重要组成部分之一，在不断与环境介质进行相互作用的过程中形成。在相互作用过程中，环境介质中的某些化学物质/元素（如Na、Ca、HCO3-、SO42-和PO43-等）便进入地下水中，且由于地质、水文地质、气候以及地球化学等条件的差异，不同含水层中地下水的化学特征千差万别。
高氟水主要分布于：（1）地下水径流缓慢受强烈蒸发的山前平原；（2）绿洲边缘与沙漠接壤的坳陷洼地及沙漠地带，如华北、西北、东北和黄淮海平原地区、内蒙古雅布赖地区、东北克山地区、宁夏、河北部分地区等。高氟地下水的水化学类型一般为HCO3—Na型。
国内外除氟的方法主要有：沉淀、电凝聚、膜分离技术、离子交换和吸附等处理方法。其中，沉淀法、电凝聚和膜分离技术因处理成本高、除氟速度慢、除氟效率低等缺点，应用不多。吸附法研究较多且应用广泛，主要吸附材料有骨炭、壳聚糖、活性氧化铝和沸石等。其中天然沸石具有原料价廉易得、除氟容量稳定、再生容易、寿命长和出水水质好等特点。
本实验研究了地下水中Cl-、HCO3-、SO42-和PO43-对铁改性天然沸石除氟效果的影响。
1材料、仪器和方法
1.1实验材料
活化天然沸石：购自河南巩义市夹津口华瑞水处理器材厂，为天然斜发沸石，经过高温煅烧处理。天然沸石中Al2O3和SIO2)含量分别为11.5%和70.3%，容量为0.95t/m3，骨架密度1.8g/cm3，硬度4~5，内孔隙率32%~48%，不均匀系数K80《=1.8，比表面积500~800m2/g，全交换容量2.2~2.5m2/g钙/g沸石。
载铁活化天然沸石的制备：在250mL锥形瓶中，加入100mL浓度为10%的氯化铁溶液，准确称取20g天然沸石加入锥形瓶中，设置振荡器的温度为25°，转速为300r/min，待温度和转速都达到设定值后开始计时，振荡18h-，取出锥形瓶，用自来水清洗沸石；3~4遍，放入烘箱中以105°烘干备用。
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