響應曲面法優化蛇紋石負載羥基磷灰石去除礦區地下水氟鐵錳研究

李喜林 ，楊雯雯 ，周天然 ，王文菊 ，劉 玲 ，張 龍 ，高佳佳 ，劉思源

（遼寧工程技術大學 土木工程學院, 遼寧 阜新 123000）

0 引 言

礦山開采、人類活動造成地下水污染加劇，這對于以地下水作為主要飲用水源的煤礦區和廣大農村地區造成了不小的影響，其中以地下水高氟、高鐵錳的問題尤為突出[1]。長期攝入含氟地下水，會導致腦損傷以及甲狀腺疾病[2]；人體攝入過多的鐵和錳會損傷臟器和神經系統，對人體造成不可逆的危害[3]。因此，研究礦區地下水氟、鐵和錳同步去除技術具有重要意義。

目前，國內外對單獨去除氟、鐵、錳離子的研究很多[4-5]。其中，吸附法以效果好、成本低和對環境污染較小等優點，成為近年來除氟去鐵錳的首選方法。天然礦物價格低廉、化學穩定性好，在水處理研究中得到了不同程度的應用，如沸石[6]、海泡石[7]、電氣石[8]、羥基磷灰石（HAP）[9]、蒙脫石[10]等。HAP是一種天然的磷灰石礦物，20 世紀初，日本學者SUZUKI 等[11]首次將HAP 作為吸附材料處理Cd2+、Zn2+、Ni2+等污染廢水，發現HAP 對金屬陽離子具有良好的吸附能力。而后有大量學者開展了HAP 對F-、重金屬離子吸附去除過程和能力研究[12-13]。但HAP 易團聚，不易與水分離，并且制備需在堿性環境下完成水解反應，需消耗大量的氨水，成本高。蛇紋石（Srp）作為一種有前景的天然吸附劑，對單獨除氟，吸附重金屬離子有很好的效果，同時Srp 也是良好的載體，但單獨使用存在堿度釋放，出水pH 較高的問題[14-15]。在此基礎上，課題組[16]前期研發了蛇紋石負載羥基磷灰石（Srp/HAP）復合吸附劑，該吸附劑既具備Srp 片狀卷曲結構，又解決了HAP 團聚問題，可作為礦區處理含F-、Fe2+、Mn2+地下水的優良吸附劑。……