污水厂尾水吸附法同步脱氨除磷工艺研究

发布时间：2017-09-11 18:18

  本文关键词：污水厂尾水吸附法同步脱氨除磷工艺研究

  更多相关文章： 尾水 脱氨除磷 改性沸石 水合金属氧化物

【摘要】：氮磷的超标排放是水体产生富营养化的主要因素之一,对污水厂尾水中氮磷的深度处理是防止水体富营养化产生的根本的途径。本文采用原位负载的方法,制备了羟基铁氧化物改性沸石(Fe-Zeolite)和铁锰氧化物改性沸石(FMBO-Zeolite),并用于对氨氮(NH4+)和正磷酸盐(PO43-)的同步吸附去除,系统研究了NH4+和PO43-在改性沸石表面的吸附行为和作用机制,在动态脱氨除磷工艺研究基础上,提出了一套基于改性沸石的污水厂尾水同步脱氨除磷工艺设计。取得的具体成果有：静态吸附实验结果表明,Fe-Zeolite对磷的吸附量是天然沸石的32倍,FMBO-Zeolite对磷的吸附量为天然沸石的41倍。两种改性沸石对氨氮的吸附与天然沸石吸附量相近,且有较宽的pH适用范围。SiO32-与AsO43-对磷的吸附造成一定减损。准二级动力学能较好的描述Fe-Zeolite及FMBO-Zeolite对磷以及氨氮的吸附过程。Langmuir模型对铁改性沸石吸附磷的等温线拟合较好,最高吸附量为2.92 mg/g；Freundlich模型对铁锰改性沸石吸附磷的等温线拟合较好,最高吸附量为3.70 mg/g。Freundlich模型对两种改性沸石吸附氨氮的过程拟合的相关性系数更高,最高吸附量分别达到16.85 mg/g (Fe-Zeolite),17.84 mg/g (FMBO-Zeolite)。Fe-Zeolite及FMBO-Zeolite对磷和氨氮的吸附是自发的、吸热过程。动态吸附运行实验结果表明,对于氨氮和总磷初始浓度分别为15 mg/L和1 mg/L的污染水,Fe-zeolite和FMBO-Zeolite吸附柱均能对氨氮和磷进行有效地同步去除,且吸附过程不会对溶液pH造成显著影响；吸附饱和后,两个吸附柱均可进行有效的原位负载再生,再生后对磷的去除效果有所增加,对氨氮的去除效果影响不大。根据实验室静态和动态吸附实验结果,设计了一套基于改性沸石的污水厂尾水同步脱氨除磷工艺系统,设计处理水量6000 m3/d,设计进水氨氮浓度15mg/L,总磷浓度1 mg/L,设计出水氨氮浓度2.0 mg/L,总磷0.4 mg/L。
【关键词】：尾水 脱氨除磷 改性沸石 水合金属氧化物
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 氮磷污染现状9
• 1.2 废水中氮磷的处理技术9-13
• 1.2.1 含磷废水的处理技术9-11
• 1.2.2 水中氨氮的处理技术11-12
• 1.2.3 同步脱氨除磷处理技术12-13
• 1.3. 沸石的基本性质及其在水处理中的应用13-14
• 1.3.1 沸石对阳离子的去除作用13-14
• 1.3.2 沸石对阴离子的去除作用14
• 1.4 金属及其氧化物在水处理中的应用14-16
• 1.4.1 铁及其氧化物在水处理中的应用14-15
• 1.4.2 铝及其氧化物在水处理中的应用15
• 1.4.3 锰及其氧化物在水处理中的应用15-16
• 1.4.4 铁锰复合氧化物在水处理中的应用16
• 1.5 课题选题意义及主要内容16-18
• 1.6 技术路线18-19
• 2 实验材料与方法19-25
• 2.1 实验材料和仪器19-20
• 2.2 吸附剂制备方法20
• 2.3 改性沸石除磷实验方法20-21
• 2.4 改性沸石去除氨氮实验方法21-22
• 2.5 动力学及热力学模型以及方程22-23
• 2.5.1 动力学模型22-23
• 2.5.2 热力学模型23
• 2.6 同步脱氨除磷动态运行实验方法23-24
• 2.7 材料表征方法24-25
• 3 改性沸石制备优化与表征25-34
• 3.1 负载液pH对磷吸附效果的影响25
• 3.2 负载液pH对氨氮吸附效果的影响25-26
• 3.3 负载液浓度对磷吸附效果的影响26-27
• 3.4 负载液浓度对氨氮吸附效果的影响27
• 3.5 改性沸石表征27-33
• 3.5.1 扫描电子显微镜28-29
• 3.5.2 X射线能能量色散光谱仪29-30
• 3.5.3 红外光谱图30-31
• 3.5.4 低温液氮吸附-脱附分析31-32
• 3.5.5 X射线衍射32-33
• 3.6 小结33-34
• 4 改性沸石脱氨除磷效能研究34-54
• 4.1 改性沸石吸附除磷影响因素研究34-37
• 4.1.1 溶液pH对改性沸石除磷效果的影响34
• 4.1.2 共存离子对改性沸石除磷效果的影响34-36
• 4.1.3 吸附剂投量对磷吸附效果的影响36-37
• 4.2 改性沸石吸附除磷动力学研究37-40
• 4.2.1 吸附除磷动力学及模型模拟37-38
• 4.2.2 颗粒内扩散模型模拟38-40
• 4.3 改性沸石吸附除磷热力学研究40-43
• 4.3.1 吸附等温线研究40-42
• 4.3.2 吸附热力学研究42-43
• 4.4 改性沸石吸附除氨影响因素研究43-52
• 4.4.1 溶液pH对改性沸石除氨效果的影响43-44
• 4.4.2 吸附除氨动力学及模型模拟44-47
• 4.4.3 颗粒内扩散模型模拟47-49
• 4.4.4 吸附等温线研究49-51
• 4.4.5 吸附热力学研究51-52
• 4.5 小结52-54
• 5 改性沸石同步脱氨除磷动态运行工艺研究54-63
• 5.1 吸附柱出水pH变化54-55
• 5.2 HRT对同步脱氨除磷效果的影响55-56
• 5.3 污染物沿吸附柱沿基质层变化56-58
• 5.4 吸附柱连续运行穿透曲线的研究58
• 5.5 吸附柱再生方法研究58-61
• 5.6 小结61-63
• 6 基于铁锰改性沸石的6000 m~3/d尾水脱氨除磷工程设计63-71
• 6.1 工程技术方案63
• 6.2 工艺流程63-65
• 6.2.1 工艺流程图64
• 6.2.2 工艺计算与工艺设计模型64
• 6.2.3 脱氨除磷设备工艺设计参数计算64-65
• 6.3 工艺设备说明65-67
• 6.4 工艺设计图67-68
• 6.5 系统报价68-70
• 6.5.1 设备预算68
• 6.5.2 人工及运行管理费用68-70
• 6.6 工程运行管理与检测70
• 6.6.1 运行操作70
• 6.7 小结70-71
• 7 结论与展望71-73
• 参考文献73-79
• 个人简介79-80
• 导师简介80-81
• 攻读硕士学位期间主要成果81-82
• 致谢82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王振宇;李本高;张莉;;废水真空法脱氨的研究[J];石油炼制与化工;2007年11期

2 周长福;;单体脱氨塔装置的改造及效果[J];齐鲁石油化工;2008年02期

3 齐麟;吕晓龙;贾悦;;膜吸收从废水中脱氨的研究[J];水处理技术;2008年05期

4 李维翰;李清田;李盛栋;张强斌;;用轻质氧化镁进行废水脱氨[J];武汉钢铁学院学报;1993年01期

5 谢宇;;改良真空脱氨装置用于高氨废水处理的效果研究[J];科技资讯;2009年04期

6 王增忱;王燕霞;;焦炉煤气磷酸法脱氨制氨水工艺[J];燃料与化工;2013年03期

7 郭智慧;祁蕾;李黎明;余江;;离子液体脱氨新工艺探究[J];化工进展;2011年S1期

8 史雅珍,李盛栋,李维翰;菱镁矿用于焦化厂废水脱氨的研究[J];武汉冶金科技大学学报;1996年04期

9 纪宏巍;肖连生;吕建军;;喷射脱氨法处理钨钼冶金过程中的高浓度氨氮废水[J];中国钨业;2011年02期

10 朱志亮;周建跃;殷红燕;束世平;刘乃鸿;;氨-水精馏技术在工业废水脱氨中的应用[J];现代化工;2008年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 郭智慧;祁蕾;李黎明;余江;;离子液体脱氨新工艺探究[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年

2 齐麟;贾悦;吕晓龙;;膜吸收法应用于废水脱氨的研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年

3 陈晓松;杨虹;李道棠;;全程自养脱氨新技术处理低C/N比废水的研究[A];'2001中国水污染治理行业发展论坛论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 张玉香　张建博;注碱脱氨工艺促清洁生产[N];中国化工报;2012年

2 本报记者 程瑞云 通讯员 张丽;“3R”创出“三效”统一[N];中国冶金报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 李狄嘉;垃圾填埋场渗滤液脱氨+ACF组合工艺处理研究[D];仲恺农业工程学院;2015年

2 李雪璞;污水厂尾水吸附法同步脱氨除磷工艺研究[D];北京林业大学;2016年

3 喜素静;离子交换型脱氨材料的制备及特性研究[D];天津大学;2008年

4 齐麟;膜吸收法废水脱氨过程的研究[D];天津工业大学;2008年

5 王宇;低成本粉煤灰沸石的制备及其同步脱氨除磷试验研究[D];湖南大学;2011年

6 杨富翔;煤气化废水酚氨回收装置的节能研究[D];青岛科技大学;2013年

7 宋云弛;稀土废水的脱氨实验研究和治理工艺设计[D];西安建筑科技大学;2007年

，

本文编号：832306