改性沸石处理废水中氨氮的研究

发布时间：2017-05-18 11:12

  本文关键词：改性沸石处理废水中氨氮的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国家工农业经济的迅速增长、城市化快速扩张和人口的快速增长,加速了氨氮废水排放,严重超出了环境的自净能力,加剧水体富营养化,“赤潮”、“水华”现象频发,严重时可导致水中生物大量死亡,给社会带来巨大经济损失。最近几十年来,为了消减氨氮废水对人类环境的影响,科研工作者开展了大量的治理氨氮废水方法的研究。其中,沸石作为一种无机矿物,利用它去除水中的氨氮具有处理成本低、工艺操作简便、多次循环利用等优点。但是存在一个问题:天然沸石对氨氮的吸附量有限,没有完全发挥出天然沸石吸附氨氮的能力。因此寻找一种增加沸石吸附氨氮量的处理方法很有必要。沸石内部结构具有大量孔道、孔穴、金属阳离子,表明其具有良好的吸附特性和离子交换性能,因此通过物理、化学方法来处理天然沸石,使其吸附氨氮量得到提升是可行的。本研究首先采用盐酸改性、氢氧化钠改性、氯化钠改性、焙烧改性、微波改性和联合改性(微波技术和氯化钠联合改性)的方法对天然沸石进行改性。研究结果表明,联合改性沸石对氨氮的去除率比其他五种改性沸石效果好。实验结果表明,将4g天然沸石加到50ml、浓度为90g/L氯化钠溶液中,在50%微波功率下改性5min后,可获得最佳吸附氨氮量的改性沸石。通过X射线衍射仪、比表面积及孔径测试仪、场发射电镜扫描及X射线能谱仪对天然沸石和改性沸石进行表征,实验数据和图谱表明:联合改性沸石比表面积最大,在改性过程中产生新物质,含有较多的钠元素。其次利用联合改性沸石作为吸附剂,进行静态吸附氨氮废水的实验。当改性沸石的投加量为1.0g时,在135r/min、20℃下搅拌1h,对50ml、100mg/L的氨氮废水去除率为85%,氨氮吸附量为4.25mg/g;当反应温度为25℃时,投加1.0g改性沸石,在135r/min下搅拌1h,对50ml、100mg/L的氨氮废水去除率为93%,氨氮吸附量为4.65mg/g;当反应时间为140min时,投加1.0g改性沸石、135r/min、25℃下对50ml、100mg/L的氨氮废水去除率为92%,氨氮吸附量为4.6mg/g;当废水pH=7时,投加1.0g改性沸石、135r/min、25℃下搅拌1h,对50ml、100mg/L氨氮废水的去除率为86%,氨氮吸附量为4.3mg/g;当转速为175r/min时,投加1.0g改性沸石、在25℃、pH=7下搅拌1h对50ml、100mg/L的氨氮废水去除率为88%,氨氮吸附量为4.4mg/g;当投加1.0g改性沸石、135r/min、25℃、pH=7搅拌1h时,对50ml、初始氨氮浓度分别为50mg/L、200mg/L的废水氨氮去除率为97%、65%,氨氮吸附量为2.4mg/g、6.5mg/g。接着设计正交实验,确定五种因素对联合改性沸石吸附氨氮影响的顺序为:废水氨氮初始浓度pH改性沸石投加量反应温度转速。
【关键词】：氨氮 改性沸石 静态吸附
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 氨氮废水污染现状11-13
• 1.1.1 水污染现状11
• 1.1.2 氨氮的来源11-12
• 1.1.3 氨氮废水的危害12-13
• 1.2 氨氮废水处理技术研究现状13-17
• 1.2.1 吹脱法13-14
• 1.2.2 吸附法14
• 1.2.3 电渗析法14
• 1.2.4 磷酸铵镁沉淀法14-15
• 1.2.5 折点加氯法15
• 1.2.6 催化湿式氧化法15-16
• 1.2.7 离子交换法16
• 1.2.8 微波法16-17
• 1.3 沸石的结构与性能17-18
• 1.3.1 沸石的简介17
• 1.3.2 沸石矿产的分布情况17
• 1.3.3 沸石的物理、化学性质17-18
• 1.4 沸石在水处理方面的研究应用18-19
• 1.5 研究目的意义及研究内容19-21
• 1.5.1 研究目的意义19-20
• 1.5.2 研究内容20-21
• 第2章 天然沸石改性21-31
• 2.1 实验材料21-22
• 2.1.1 实验仪器21
• 2.1.2 实验试剂21-22
• 2.1.3 实验材料22
• 2.2 实验方法22-23
• 2.2.1 氨氮浓度的测定22
• 2.2.2 氨氮标准曲线22-23
• 2.3 改性沸石的制备23-29
• 2.3.1 盐酸改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究23-24
• 2.3.2 氢氧化钠改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究24-25
• 2.3.3 氯化钠改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究25-26
• 2.3.4 焙烧改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究26-27
• 2.3.5 微波改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究27-28
• 2.3.6 联合改性沸石的制备及对氨氮去除率的研究28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 改性沸石的表征31-40
• 3.1 改性沸石的XRD表征31-35
• 3.1.1 XRD主要指标31
• 3.1.2 实验结果分析31-35
• 3.2 改性沸石的SEM表征35-38
• 3.2.1 SEM主要指标35
• 3.2.2 实验结果分析35-38
• 3.3 改性沸石的BET表征38-39
• 3.3.1 BET主要指标38-39
• 3.3.2 实验结果分析39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 改性沸石处理氨氮废水的实验40-49
• 4.1 改性沸石投加量对氨氮去除率的研究40-41
• 4.2 反应温度对氨氮去除率的研究41
• 4.3 反应时间对氨氮去除率的研究41-42
• 4.4 废水pH对氨氮去除率的研究42-43
• 4.5 转速对氨氮去除率的研究43-44
• 4.6 废水氨氮初始浓度对氨氮去除率的研究44-45
• 4.7 正交试验45-47
• 4.8 本章小结47-49
• 第5章 结论49-50
• 参考文献50-54
• 在学研究成果54-55
• 致谢55

【参考文献】

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本文编号：375908