废水体系磷回收过程中重金属对鸟粪石结晶的影响
发布时间：2021-10-08 07:40
以鸟粪石回收废水中的磷作为缓释肥料,是解决磷资源匮乏并减少水体富营养化的重要手段。在磷结晶过程中,废水中的重金属离子会进入鸟粪石沉淀,导致鸟粪石结构和形态的改变和重金属在鸟粪石中的累积,对土壤和作物形成潜在危害。目前的研究主要集中在鸟粪石结晶过程中实验参数(如pH值、沉淀时间、Ca2+、Fe3+以及有机物的影响)、设备条件等的优化,较少关注到含磷废水回收过程中重金属的赋存累积问题。本论文主要研究在鸟粪石结晶过程中重金属（Cu、Zn、Pb、Cd和Ni）的添加对鸟粪石含量、晶形、形貌和化学形态的影响,阐释其进入鸟粪石产物的机理。探讨多种重金属共存对鸟粪石产物含量和物相的影响。了解实际废水回收鸟粪石的过程中不同Mg源以及N/P/Mg摩尔比对鸟粪石结晶的影响。在模拟废水中加入0.1-500 mg/L单一重金属参与沉淀反应,得到的产物利用XRD、ICP-OES、SEM、TEM-Mapping和XPS等手段表征分析。研究结果表明:Cu主要形成含Cu-NH3、Cu-PO4和Cu-OH基团的物质附着于鸟粪石表面而进...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯鸟粪石的XRD图谱
图 3-2 0.1-500 mg/L Cu 加入后 a）产物 XRD 谱图；b）产物中鸟粪石晶相与非晶相的含量随 Cu 浓度的变化Fig. 3-2 a) The XRD spectrums; b) The weight fractions of MAP and amorphous phase(s) inrecovered samples with 0.1-500 mg/L Cu added利用 XRD 考察不同浓度 Cu 加入后产物物相的变化，结果如图 3-2 所示。图 3-2a为 0-500 mg/L Cu 加入后产物的 x-射线衍射图谱，所有样品强度峰的位置基本与鸟粪石的标准谱图（PDF#77-2303）一致。说明不同浓度的 Cu 加入后，鸟粪石为产物中唯一晶相，但随着 Cu 浓度升高，鸟粪石的峰强不断变弱，说明鸟粪石的结晶效果逐渐变差。通过定量 XRD 分析进一步得到含铜产物中鸟粪石与非晶态物质相对含量的变化，结果如图 3-2b 所示。Cu 浓度为 0.1-10 mg/L 时，产物全为鸟粪石。随着溶液中 Cu 浓度升高，在 50 mg/L 时产物中开始出现 8.6%的非晶态产物，鸟粪石的含量小幅度下降至 92.4%；随着 Cu 的浓度由 50 mg/L 增加至 500 mg，鸟粪石的含量由 92.4%下降至28.2%，相应的非晶相的含量不断增加至 71.8%。说明 Cu 浓度的升高会降低鸟粪石产
图 3-3 a）上清液中残留 Cu 含量；b）进入产物中 Cu 的含量（wt.%）Fig. 3-3 The concentration of Cu in solution and b) The weight fractions of Cu in MAPsamples利用ICP测试经过沉淀反应后在上清液中残留的Cu的含量以及其进入固体产物的含量，结果如图 3-3a 所示。经过沉淀反应后上清液中残留 Cu 的含量低于 0.2％，说明Cu 全部进入到固体样品中。由图 3-3b 可知随着加入 Cu 浓度的升高，产物中 Cu 的含量也不断增加，在 500 mg/L 时其在产物中的含量达到 42.2%。虽然产物中 Cu 的含量不断增加，但 XRD 结果表明产物中仅鸟粪石一种晶相，而非晶相含量不断增加，因此Cu 主要以形成无定形态沉淀的方式进入产物中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁矿渣酸溶释出镁离子的特征及影响因素研究[J]. 黎睿,汤显强. 长江科学院院报. 2019(03)
[2]城市污水的生物脱氮除磷工艺[J]. 王磊. 化工设计通讯. 2018(12)
[3]鸟粪石天然沸石复合材料对水中铅离子的去除[J]. 邓曼君,王学江,成雪君,景焕平,赵建夫. 环境科学. 2019(03)
[4]污水除磷及磷回收技术研究进展[J]. 李翠翠,郑文禹. 广东化工. 2018(09)
[5]磷资源可持续利用新模式研究[J]. 侯翠红,李英翔,许秀成,王好斌,苗俊艳,刘国际. 化工矿物与加工. 2017(05)
[6]Study on the mechanism of copper-ammonia complex decomposition in struvite formation process and enhanced ammonia and copper removal[J]. Cong Peng,Liyuan Chai,Chongjian Tang,Xiaobo Min,Yuxia Song,Chengshan Duan,Cheng Yu. Journal of Environmental Sciences. 2017(01)
[7]磷酸铵镁结晶法回收养殖废水中磷素研究进展[J]. 方慈,张涛,江荣风,赵煦阳. 水处理技术. 2015(09)
[8]结晶/MAP工艺处理含磷废水工程实例[J]. 吴志坚,宋旭,胡睦周,黄玉龙,蔡月珍. 中国给水排水. 2011(22)
[9]磷回收技术的研发现状及发展趋势[J]. 郝晓地,衣兰凯,王崇臣,仇付国. 环境科学学报. 2010(05)
[10]铅羟基磷灰石的形成与稳定性[J]. 周吉峙,徐霞,张怡,钱光人. 无机材料学报. 2009(02)
硕士论文
[1]污水污泥中的磷回收研究[D]. 杨静.吉林建筑大学 2017
[2]硫酸化CeO2类芬顿反应及铜配体络合物处理水体环境污染物[D]. 王永川.华东理工大学 2013
[3]中国磷资源开发利用综合评价模型的构建及应用[D]. 林雅峰.合肥工业大学 2010
[4]鸟粪石沉淀法回收废水中磷的研究[D]. 周峰.华侨大学 2006
本文编号：3423717
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯鸟粪石的XRD图谱
图 3-2 0.1-500 mg/L Cu 加入后 a）产物 XRD 谱图；b）产物中鸟粪石晶相与非晶相的含量随 Cu 浓度的变化Fig. 3-2 a) The XRD spectrums; b) The weight fractions of MAP and amorphous phase(s) inrecovered samples with 0.1-500 mg/L Cu added利用 XRD 考察不同浓度 Cu 加入后产物物相的变化，结果如图 3-2 所示。图 3-2a为 0-500 mg/L Cu 加入后产物的 x-射线衍射图谱，所有样品强度峰的位置基本与鸟粪石的标准谱图（PDF#77-2303）一致。说明不同浓度的 Cu 加入后，鸟粪石为产物中唯一晶相，但随着 Cu 浓度升高，鸟粪石的峰强不断变弱，说明鸟粪石的结晶效果逐渐变差。通过定量 XRD 分析进一步得到含铜产物中鸟粪石与非晶态物质相对含量的变化，结果如图 3-2b 所示。Cu 浓度为 0.1-10 mg/L 时，产物全为鸟粪石。随着溶液中 Cu 浓度升高，在 50 mg/L 时产物中开始出现 8.6%的非晶态产物，鸟粪石的含量小幅度下降至 92.4%；随着 Cu 的浓度由 50 mg/L 增加至 500 mg，鸟粪石的含量由 92.4%下降至28.2%，相应的非晶相的含量不断增加至 71.8%。说明 Cu 浓度的升高会降低鸟粪石产
图 3-3 a）上清液中残留 Cu 含量；b）进入产物中 Cu 的含量（wt.%）Fig. 3-3 The concentration of Cu in solution and b) The weight fractions of Cu in MAPsamples利用ICP测试经过沉淀反应后在上清液中残留的Cu的含量以及其进入固体产物的含量，结果如图 3-3a 所示。经过沉淀反应后上清液中残留 Cu 的含量低于 0.2％，说明Cu 全部进入到固体样品中。由图 3-3b 可知随着加入 Cu 浓度的升高，产物中 Cu 的含量也不断增加，在 500 mg/L 时其在产物中的含量达到 42.2%。虽然产物中 Cu 的含量不断增加，但 XRD 结果表明产物中仅鸟粪石一种晶相，而非晶相含量不断增加，因此Cu 主要以形成无定形态沉淀的方式进入产物中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁矿渣酸溶释出镁离子的特征及影响因素研究[J]. 黎睿,汤显强. 长江科学院院报. 2019(03)
[2]城市污水的生物脱氮除磷工艺[J]. 王磊. 化工设计通讯. 2018(12)
[3]鸟粪石天然沸石复合材料对水中铅离子的去除[J]. 邓曼君,王学江,成雪君,景焕平,赵建夫. 环境科学. 2019(03)
[4]污水除磷及磷回收技术研究进展[J]. 李翠翠,郑文禹. 广东化工. 2018(09)
[5]磷资源可持续利用新模式研究[J]. 侯翠红,李英翔,许秀成,王好斌,苗俊艳,刘国际. 化工矿物与加工. 2017(05)
[6]Study on the mechanism of copper-ammonia complex decomposition in struvite formation process and enhanced ammonia and copper removal[J]. Cong Peng,Liyuan Chai,Chongjian Tang,Xiaobo Min,Yuxia Song,Chengshan Duan,Cheng Yu. Journal of Environmental Sciences. 2017(01)
[7]磷酸铵镁结晶法回收养殖废水中磷素研究进展[J]. 方慈,张涛,江荣风,赵煦阳. 水处理技术. 2015(09)
[8]结晶/MAP工艺处理含磷废水工程实例[J]. 吴志坚,宋旭,胡睦周,黄玉龙,蔡月珍. 中国给水排水. 2011(22)
[9]磷回收技术的研发现状及发展趋势[J]. 郝晓地,衣兰凯,王崇臣,仇付国. 环境科学学报. 2010(05)
[10]铅羟基磷灰石的形成与稳定性[J]. 周吉峙,徐霞,张怡,钱光人. 无机材料学报. 2009(02)
硕士论文
[1]污水污泥中的磷回收研究[D]. 杨静.吉林建筑大学 2017
[2]硫酸化CeO2类芬顿反应及铜配体络合物处理水体环境污染物[D]. 王永川.华东理工大学 2013
[3]中国磷资源开发利用综合评价模型的构建及应用[D]. 林雅峰.合肥工业大学 2010
[4]鸟粪石沉淀法回收废水中磷的研究[D]. 周峰.华侨大学 2006
本文编号：3423717
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