Zn/Fe-LDH改性陶粒对农业径流磷的去除性能研究

发布时间：2023-12-13 17:39

　　农业径流磷浓度相对其他污水一般较低,在其去除过程中常常会遇到磷吸附驱动力低、吸附剂回收难度大、成本高等问题。层状双金属氢氧化物(LDHs)是对磷酸盐具有高吸附容量和高选择性的可再生吸附材料,但粉末态的LDHs在实际工程中往往难以应用。本研究基于锌铁层状双金属氢氧化物(Zn/Fe-LDH)优异的磷选择性和再生性,以及多孔陶粒较好的机械强度和介孔表面,采用碱性原位共沉淀法制备了Zn/Fe-LDH改性陶粒,考察了该改性陶粒的循环吸附与再生能力,获得了以该改性陶粒为吸附介质的除磷模块运行工艺参数,为解决农业径流低浓度磷污染问题提供了技术支持。本文主要研究发现如下:(1)本研究制备的Zn/Fe-LDH改性陶粒(改性固液比20%;Zn/Fe:2:1)可获得磷吸附量为460 mg-P kg^-1。在投加量为20 g L^-1时,各因素对磷吸附量的影响程度(以斜率表示)为:p H值(-22.6)>Ca²⁺(21.5)>Mg²⁺(19.9)>CO₃^2-(-14...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 国内外农业径流磷污染现状
    1.2 低浓度磷污染治理技术进展
    1.3 层状双金属氢氧化物应用进展
    1.4 本论文的研究工作
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 Zn/Fe-LDH改性陶粒的制备与磷吸附效果
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料和仪器
        2.2.2 Zn/Fe-LDH改性陶粒制备
        2.2.3 改性陶粒磷吸附效果研究
        2.2.4 水质分析及改性陶粒表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 改性陶粒制备条件的影响
        2.3.2 改性陶粒的表征
        2.3.3 各因素对吸附的影响
        2.3.4 吸附动力学和等温线
        2.3.5 磷吸附机理探究
    2.4 本章小结
3 Zn/Fe-LDH改性陶粒对农业径流磷的循环吸附与再生潜力
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 改性陶粒再生剂预选实验
        3.2.2 改性陶粒实际循环吸附应用
        3.2.3 水质分析及改性陶粒表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 磷饱和改性陶粒的再生潜力
        3.3.2 改性陶粒的循环吸附过程
        3.3.3 改性陶粒稳定性研究
        3.3.4 改性陶粒磷吸附形态与Zn离子释放风险
        3.3.5 副产物成分分析和沉淀回收
    3.4 本章小结
4 基于Zn/Fe-LDH改性陶粒的农业径流除磷模块应用研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 改性陶粒除磷模块的设计
        4.2.2 除磷模块模拟研究
        4.2.3 除磷模块动态吸附模拟方法
        4.2.4 水质分析方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 改性陶粒除磷模块的有效运行时长
        4.3.2 改性陶粒除磷模块除磷效率的转变机制
        4.3.3 改性陶粒除磷模块工艺参数敏感性分析
        4.3.4 改性陶粒除磷模块循环再生与成效分析
    4.4 本章小结
5 结论
    5.1 研究结论
    5.2 论文创新点
    5.3 研究展望
参考文献
作者简历、科研成果



本文编号：3873633