Entfernung von Schwermetallen aus Trinkwässern mit Hilfe schwach basischer Anionenaustauscher:
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG
1
2
3
1.1 VORKOMMEN VON SCHWERMETALLEN IN NATUERLICHEN WAESSERN.1
1.2 BESTEHENDE VERFAHREN ZUR ELIMINATION VON SCHWERMETALLEN AUS
WAESSERN.2
1.2.1 FAELLUNGSVERFAHREN
. 3
1.2.2 MEMBRANVERFAHREN
.4
1.2.3 SORPTIONSVERFAHREN
. 4
1.3 ELIMINATION VON SCHWERMETALLEN AUS WAESSERN MIT SCHWACH BASISCHEN
ANIONENAUSTAUSCHERN.5
1.4 SORPTION ORGANISCHER WASSERINHALTSSTOFFE AN SCHWACH BASISCHEN
ANIONENAUSTAUSCHERN . 5
1.5 AUFGABENSTELLUNG.7
GRUNDLAGEN
2.1 SORPTION VON SCHWERMETALLSALZEN AN AMINOGRUPPEN IN DER FREIEN
BASENFORM.9
2.2 BESCHREIBUNG DES GLEICHGEWICHTS BEI DER SORPTION VON
SCHWERMETALLSALZEN.11
2.2.1 THEORIE DER OBERFLAECHENKOMPLEXBILDUNG
. 11
2.2.2 LANGMUIR-THEORIE
.12
2.3 KINETIK DER SORPTION VON SCHWERMETALLSALZEN.14
2.3.1 SORPTIONSSCHRITTE
.14
2.3.2 MATHEMATISCHE ANSAETZE FUER DIFFUSION OHNE REAKTIONSKOPPLUNG
.14
2.3.3 EFFEKTIVE DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
.76
2.3.4 REAKTIONSGEKOPPELTE SORPTION
.77
2.3.5 IDENTIFIZIERUNG DES GESCHWINDIGKEITSBESTIMMENDEN SCHRITTES BEI
REAKIONSGEKOPPELTER SORPTION. 19
2.4 DURCHBRUCHSVERHALTEN IN SORPTIONSFILTERN.21
2.4.1
GRUNDLAGEN.
.27
2.4.2 EINFLUSS DER GLEICHGEWICHTSLAGE
.23
2.4.3 EINFLUSS DER KINETIK.
.24
2.4.4
THEORETISCHE ANSAETZE ZUR MODELLIERUNG VON IONENAUSTAUSCHERFILTEM.25
EXPERIMENTELLER TEIL_ 26
3.1 VERWENDETE IONENAUSTAUSCHERHARZE.26
3.2
VORBEHANDLUNG DER HARZE.27
3.3
EXPERIMENTELLE METHODEN.28
3.3.1 GLEICHGEWICHT DER SORPTION VON SCHWERMETALLSALZEN
.28
3.3.2 VERSUCHE ZUR SORPTIONSKINETIK
.29
3.3.3 VERSUCHE ZUR REGENERATION DURCH UMKOMPLEXIERUNG
.30
3.3.4 FILTERVERSUCHE IM LABORATORIUMSMASSSTAB
.32
3.3.5 FILTERVERSUCHE IM HALBTECHNISCHEN MASSSTAB
.32
4 VERSUCHE ZU SORPTIONSGLEICHGEWICHT UND -KINETIK.
35
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/963108565
INHALTSVERZEICHNIS
4.1 GLEICHGEWICHT.35
4
.
1.1
AUSTAUSCHER
DUOUTEA7
UND
PUROUTE
A832
.
35
4
.
1.2
AUSTAUSCHER
PUROUTE
A365
UND
PUROUTE
A
107
.
39
4.2 KINETIK.40
4
.
2.1
ALLGEMEINES
.
40
4
.
2.2
IDENTIFIZIERUNG
DES
SORPTIONSMECHANISMUS
.
40
4
.
2.3
ERMITTLUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSBESTIMMENDEN
SCHRITTES
DER
SORPTION
.
42
4
.
2.4
MESSUNG
DER
EFFEKTIVEN
PARTIKELDIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
.
43
5 DISKUSSION DER FILTERVERSUCHE - BELADUNG 45
5.1 VERSUCHE IM LABORATORIUMSMABSTAB.45
5
.
1.1
BESCHREIBUNG
DER
DURCHBRUCHSKURVEN
.
45
5
.
1.2
PHAENOMENOLOGISCHE
INTERPRETATION
DER
DURCHBRUCHSKURVEN
.
47
5.2 FILTER VERSUCHE IM HALBTECHNISCHEN MABSTAB.4§
5.2
.1
ALLGEMEINES
.
48
5
.
2.2
EINFLUSS
DES
VOLUMENSTROMS
.:.50
5
.
2.3
EINFLUSS
DES
BETTVOLUMENS
.
51
5
.
2.4
EINFLUSS
DER
NICKEL-ZULAUFKONZENTRATION
.
52
5
.
2.5
EINFLUSS
ANDERER
SCHWERMETALLIONEN
.
54
6 DISKUSSION DER FILTERVERSUCHE - REGENERATION-57
6.1 ALLGEMEINES.57
6.2 SAEURE-REGENERATION.58
6
.
2.1
PH
-
WERT
-
VERLAUF
'.
58
6
.
2.2
ELUTION
DER
SCHWERMETALLE
.
60
6
.
2.3
MEHRFACHVERWENDUNG
DER
REGENERIERLOESUNG
.
61
6.3 KONDITIONIERUNG.63
6.4 VERHALTEN DER MITSORBIERTEN ORGANISCHEN WASSERINHALTSSTOFFE WAEHREND
DER REGENERATION
.64
6
.
4.1
DESORPTION
.
64
6
.
4.2
QUALITATIVE
CHARAKTERISIERUNG
.
65
6
.
4.3
VERDRAENGUNG
.
67
6.5 ENDSPUELEN DES AUSTAUSCHERS.69
6.6 REGENERATION DURCH UMKOMPLEXIERUNG.71
7 MODELLIERUNG DES FILTERVERHALTENS-73
7.1 ALLGEMEINES.73
7.2 MODELLVORSTELLUNG ZUM MECHANISMUS.73
7.3 MODELLIERUNG DES FILTERVERHALTENS.76
7
.
3.1
PRINZIP
.76
7
.
3.2
EINFLUSS
DER
MIKROSKOPISCHEN
MODELLPARAMETER
AUF
DIE
DURCHBRUCHSKURVEN
.77
VI
INHALTSVERZEICHNIS
8
9
7.3.3 EINFLUSS DER STUFENZAHL AUF DIE DURCHBRUCHSKURVE
.
7.4 VERGLEICH DER BERECHNETEN MIT DEN GEMESSENEN DURCHBRUCHSKURVEN.
7.5 BELADUNGSPROFIL IN EINER FILTERSAEULE.
FAZIT.
8.1 ZUSAMMENFASSUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE.
8.2 BEURTEILUNG DER EINSATZMOEGLICHKEIT SCHWACH BASISCHER
ANIONENAUSTAUSCHER FUER DIE
TRINKWASSERAUFBEREITUNG.
LITERATUR.
78
80
82
84
84
86
87
10 ANHANG
98
10. L
FORMELZEICHEN- UND SYMBOLVERZEICHNIS.98
10.1.1 LATEINISCHE FORMELZEICHEN UND SYMBOLE
.98
10.1.2 GRIECHISCHE FORMELZEICHEN UND SYMBOLE
.100
10.2 TABELLENVERZEICHNIS.101
10.3 ABBILDUNGSVERZEICHNIS.
;.102
10.4 ANALYSENMETHODEN.104
10.5 HERLEITUNG MATHEMATISCHER GLEICHUNGEN.105
10.6 ANALYSENWERTE DER VERWENDETEN TRINKWAESSER.109
10.7 ERGAENZENDE ABBILDUNGEN.111
10.7.1 BELADUNGSVERLAUF.
.111
10.7.2 BELADUNGSPROFILE
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