【摘 要】
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水源重金属污染是当前饮用水安全面临的重大问题。寻求高效、绿色、无污染的去除饮用水中重金属的处理工艺,具有重大意义。针对某些地区地下水源中铊、汞的污染现状,本论文利用锰氧化物的高效吸附性能,将其负载到高分子材料树脂上,制备出复合吸附剂。通过实验室小试,研究复合吸附剂去除水源水中痕量铊和汞的效果。试验结果表明:单独的氧化锰对铊吸附效果较好,去除率在90%以上。负载锰氧化物后的732型树脂（简称Mn-7
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水源重金属污染是当前饮用水安全面临的重大问题。寻求高效、绿色、无污染的去除饮用水中重金属的处理工艺,具有重大意义。针对某些地区地下水源中铊、汞的污染现状,本论文利用锰氧化物的高效吸附性能,将其负载到高分子材料树脂上,制备出复合吸附剂。通过实验室小试,研究复合吸附剂去除水源水中痕量铊和汞的效果。试验结果表明:单独的氧化锰对铊吸附效果较好,去除率在90%以上。负载锰氧化物后的732型树脂（简称Mn-732）对铊的吸附去除率高达97.47%,比同等条件下732型树脂对铊的去除率提高了72.77%。对比两种负载锰氧化物后的吸附剂,在同样的投加量和初始铊浓度下,Mn-732对铊的吸附效果优于负载锰氧化物后D001型树脂（简称Mn-D001）。在pH＆lt;4的酸性情况下,Mn-D001和Mn-732对铊的吸附去除率都很低。当pH在4～10之间时,Mn-D001和Mn-732吸附对铊的去除率稳定在95%以上。Mn-D001和Mn-732对铊的最适投加量为0.5g/L。铊的初始浓度由0.5μg/L增加到4μg/L,Mn-732对铊的吸附去除率先增加后缓慢下降。Mn-732对铊的吸附去除率随时间的增加而增大,420min后,吸附容量基本达到饱和,去除率的增长逐渐变缓慢。低浓度的腐殖酸与金属离子呈竞争作用,导致吸附去除率降低。水中共存金属离子对铊的吸附影响程度为:Ca2+＆gt;Mg2+＆gt;Na+。汞初始浓度为5～40μg/L、吸附剂投加量为0.5g/L时,Mn-732对汞的吸附去除率均稳定在95%以上,剩余汞浓度均低于1μg/L,达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）限值标准。当pH在8～12之间,初始汞浓度为20μg/L,投加量为0.5g/L,Mn-D001和Mn-732对汞的去除率能稳定达到98%以上。汞的吸附去除率随着Mn-D001的投加量增加而增大,相反Mn-D001对汞的吸附容量则逐渐减小,综合考虑Mn-D001的最适投加量应为0.5g/L。Mn-D001的吸附容量随着汞初始浓度的增加而增加,达到吸附饱和后逐渐稳定。腐殖酸以及水中的共存金属离子对汞的吸附没有太大影响,说明Mn-732对汞的吸附有一定的选择性。在铊和汞复合污染存在的情况下,对比两种金属,Mn-D001始终会优先对汞进行吸附。盐酸对吸附剂的脱附效果好,但存在溶出锰的问题,次氯酸钠三次再生后仍能保持较高的去除率。Mn-732对铊的吸附符合准一级动力学拟合,R~2＆gt;0.99,反应的活化能Ea=26.805 k J/mol,表明Mn-732对铊的吸附反应属于化学吸附,此结论与动力学拟合结果一致。由红外光谱图分析可知,Mn-732对铊和汞的吸附表面的Mn-O键和-OH键发挥作用。XRD分析表明,负载在树脂表面的锰氧化物是非晶态的,没有固定形态,非结晶态的锰氧化物表面积更大,更有利于吸附。通过一系列的分析表明,去除机理作用主要为吸附、离子交换和配位络合作用。
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