超声辅助处理净水污泥用于去除废水中磷和氨氮研究

发布时间：2021-01-06 00:52

　　净水污泥是自来水生产的副产物,数量多而且分布广。对净水污泥的处置问题已纳入我国的“十二五”规划。资源化再利用是可持续缓解净水污泥所产生的环境及社会问题的有效途径。本文在全面了解国内外有关净水污泥资源化利用研究的基础上,研究利用超声辅助技术,对净水污泥进行适当处理,使其可有效用于去除废水中的磷和氨氮污染物。本研究旨在探索净水污泥资源化利用的新方法,探讨“以废治废”技术的可行性,具体内容如下:1、超声辅助酸化法处理净水污泥及其过程强化的机理研究考察了酸浓度、超声功率、超声作用时间、搅拌强度、固-液比以及固体颗粒粒径等因素对净水污泥中铝、铁离子回收率的影响,确定出适宜的操作条件。采用碘释放法、金属薄膜腐蚀法以及热敏探头法间接测量了超声功率、搅拌强度、酸浓度及固-液比等因素对反应器内超声空化强度的影响,对超声空化作用机理进行了分析。结果表明:适宜的操作条件可降低反应器内超声衰减程度,使超声空化强度增大、分布均匀,回收效果增强。粒内扩散是回收过程控制步骤,动力学分析验证了由超声空化产生的湍动效应、聚能效应以及微扰效应对回收过程的液膜扩散、表面反应以及颗粒内层扩散的强化作用。2、超声酸化处理净水污... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：158 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 净水污泥的产生与组成
        1.1.2 净水污泥的处置与利用
        1.1.3 课题研究的意义与来源
    1.2 净水污泥在废水处理中的应用研究进展
        1.2.1 回收铝铁盐混凝剂
        1.2.2 去除废水中磷污染物
        1.2.3 去除废水中砷污染物
        1.2.4 去除废水中重金属离子
        1.2.5 去除废水中其它污染物
        1.2.6 有待研究的课题
    1.3 课题拟解决问题及相关研究概况
        1.3.1 拟解决的问题
        1.3.2 超声辅助技术及应用
        1.3.3 水体中磷污染物去除
        1.3.4 水体中氮污染物去除
    1.4 课题研究内容与方法
        1.4.1 主要内容
        1.4.2 方案方法
        1.4.3 技术路线
第二章 实验方法与原理
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 净水污泥样品制备
        2.2.2 材料分析表征
        2.2.3 超声提取实验
        2.2.4 测试废水水样
        2.2.5 静态吸附实验
    2.3 吸附热力学及动力学
        2.3.1 吸附等温线模型
        2.3.2 吸附动力学模型
        2.3.3 吸附热力学模型
第三章 超声辅助酸化法处理净水污泥及其过程强化机理
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 净水污泥性质
        3.3.1 净水污泥的组成
        3.3.2 净水污泥的结构
    3.4 金属离子回收效果
        3.4.1 硫酸浓度的影响
        3.4.2 超声功率的影响
        3.4.3 超声时间的影响
        3.4.4 搅拌强度的影响
        3.4.5 固-液体系性质的影响
    3.5 超声空化作用效果
        3.5.1 超声功率的影响
        3.5.2 搅拌强度的影响
        3.5.3 硫酸浓度的影响
        3.5.4 固-液比的影响
    3.6 超声辅助酸化协同效应
        3.6.1 协同效应测试
        3.6.2 协同效应机理
    3.7 回收过程动力学
        3.7.1 动力学模型
        3.7.2 过程控制步骤
    3.8 本章小结
第四章 超声辅助酸化法处理净水污泥的除磷性能及机理
    4.1 引言
    4.2 实验材料和方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
    4.3 净水污泥除磷吸附剂性质
        4.3.1 物质组成
        4.3.2 物相组成
        4.3.3 表面形貌
        4.3.4 化学结构
        4.3.5 热重分析
        4.3.6 理化性质
        4.3.7 毒物浸出
    4.4 静态吸附除磷性能
        4.4.1 溶液初始pH的影响
        4.4.2 溶液初始浓度的影响
        4.4.3 吸附剂投加量的影响
        4.4.4 吸附时间的影响
        4.4.5 吸附温度的影响
    4.5 半连续动态除磷性能
        4.5.1 模拟水样测试
        4.5.2 实际水样测试
    4.6 吸附相关参数及除磷机理
        4.6.1 等温线分析
        4.6.2 动力学分析
        4.6.3 热力学分析
        4.6.4 磷去除机理
    4.7 本章小结
第五章 净水污泥的水热处理及产物的结构分析
    5.1 引言
    5.2 实验材料与方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
    5.3 铵离子吸附材料的制备
        5.3.1 制备方法及装置
        5.3.2 制备路线及条件
    5.4 铵离子吸附材料的表征
        5.4.1 化学组成
        5.4.2 物相结构
        5.4.3 表面形貌
        5.4.4 化学结构
        5.4.5 电动电位
        5.4.6 比表面积
        5.4.7 阳离子交换容量
    5.5 铵离子吸附材料表面性质改变机理
        5.5.1 比表面增大
        5.5.2 等电点降低
    5.6 本章小结
第六章 净水污泥水热处理产物的氨氮吸附性能及机理
    6.1 引言
    6.2 实验材料与方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验方法
    6.3 静态吸附去除氨氮性能
        6.3.1 溶液初始pH的影响
        6.3.2 溶液初始浓度的影响
        6.3.3 吸附剂投加量的影响
        6.3.4 吸附时间的影响
        6.3.5 吸附温度的影响
    6.4 吸附相关参数及氨氮去除机理
        6.4.1 等温线分析
        6.4.2 动力学分析
        6.4.3 热力学分析
        6.4.4 氨氮去除机理
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论与创新点
        7.1.1 主要结论
        7.1.2 创新点
    7.2 不足与展望
        7.2.1 问题与不足
        7.2.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[2]从粉煤灰中提取氧化铝和二氧化硅的研究[D]. 吴艳.东北大学 2008
[3]污泥超声破解反应器工况优化与破解污泥中温厌氧消化能效分析[D]. 薛玉伟.天津大学 2007



本文编号：2959608