Fe/Mg改性生物炭去除水中氮磷的研究

发布时间：2021-11-08 12:11

　　脱氮除磷对于防治水体富营养化意义重大,传统脱氮除磷方法主要采用物理、化学法和生物法。生物法工艺虽然成本相对较低,但运行稳定性差,受外界环境影响大。吸附法具有高效快速、操作简单、无二次污染等优点,同时可以回收氮磷资源,正受到世界各国的普遍重视。本文采用廉价易得竹炭,分别用氯化镁、三氯化铁溶液以及二者混合液浸泡改性进行氨氮和磷吸附实验,研究最佳改性条件、改性竹炭吸附性能、动力学和等温吸附模型。同时对改性竹炭进行表征分析,探究了改性竹炭吸附氨氮和磷机理。得出以下主要结论:①用Mg Cl2和Fe Cl3改性原竹炭（BC）显著提高其吸附氨氮能力,联合改性（FMBC）比单独改性（MBC和FBC）对吸附氨氮的能力影响更大。最佳改性竹炭对氨氮的吸附量大小依次为:BC<MBC<FBC<FMBC。②竹炭比表面积大小依次为BC﹥MBC﹥FBC﹥FMBC,改性后BET表面积、微孔表面积、总孔容减小,平均孔径增大,内部空隙结构排列变得不均匀、不规则。FTIR分析发现改性前后竹炭具有相似的化学官能团,如–OH、C=C、C-C、C=O、C-H、O-H、C-O、RC≡CR或HC≡CH等化学键。③MB... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 水中氮磷污染概况
    1.2 氮磷污染治理现状
        1.2.1 氨氮污染治理现状
        1.2.2 磷污染治理现状
    1.3 生物炭吸附研究进展
    1.4 竹炭改性技术及其应用
        1.4.1 竹炭的物理化学性质
        1.4.2 竹炭水处理应用
        1.4.3 竹炭的改性技术及其应用
    1.5 课题研究背景与目的
        1.5.1 研究背景与意义
        1.5.2 研究目的和内容
        1.5.3 课题的创新之处
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 吸附材料的制备
        2.1.2 实验药品与试剂
        2.1.3 实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 试剂配置
        2.2.2 测定方法
        2.2.3 改性竹炭的表征方法
        2.2.4 改性生物炭吸附实验
3 铁、镁改性竹炭吸附水中氨氮和磷
    3.1 镁改性竹炭吸附水中氨氮和磷
        3.1.1 吸附时间对氨氮去除影响
        3.1.2 初始浓度对氨氮去除影响
        3.1.3 溶液p H对吸附氨氮的影响
        3.1.4 氨氮和磷共存溶液的吸附
        3.1.5 脱附
    3.2 铁改性竹炭吸附水中氨氮和磷
        3.2.1 吸附时间对氨氮去除影响
        3.2.2 初始浓度对氨氮去除影响
        3.2.3 溶液p H对吸附氨氮的影响
        3.2.4 氨氮和磷共存溶液的吸附
        3.2.5 脱附
    3.3 铁镁联合改性竹炭吸附氨氮和磷
        3.3.1 吸附时间对氨氮去除的影响
        3.3.2 初始浓度对氨氮去除的影响
        3.3.3 溶液p H对吸附氨氮的影响
        3.3.4 氨氮和磷共存溶液的吸附
        3.3.5 脱附
    3.4 小结
4 改性竹炭吸附氨氮和磷的机理探讨
    4.1 动力学方程
        4.1.1 镁改性竹炭吸附动力学方程
        4.1.2 铁改性竹炭吸附动力学方程
        4.1.3 铁镁联合改性竹炭吸附动力学方程
    4.2 等温吸附方程
        4.2.1 镁改性竹炭等温吸附方程
        4.2.2 铁改性竹炭等温吸附方程
        4.2.3 铁镁联合改性竹炭等温吸附方程
    4.3 改性竹炭的表征及机理探讨
        4.3.1 元素分析及阳离子交换量
        4.3.2 比表面积及孔径分析
        4.3.3 扫描电镜-能谱分析
        4.3.4 红外光谱分析
        4.3.5 X-射线衍射光谱分析
    4.4 Fe/Mg附着能力分析
    4.5 小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 问题与建议
致谢
参考文献
附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3483667