【摘要】：過量的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體會(huì)造成富營養(yǎng)化,這已成為一個(gè)全球性的環(huán)境問題。富營養(yǎng)化會(huì)惡化水環(huán)境的質(zhì)量,影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,嚴(yán)重威脅著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的健康。硝酸根和磷酸根是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的兩種主要陰離子營養(yǎng)物質(zhì)。多種水處理技術(shù)被用來去除硝酸根和磷酸根,其中吸附法因?yàn)槠涓咝�、使用方便、操作簡單、和�?jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)而被大量研究設(shè)計(jì)。本研究在課題組前期利用氧化還原/共沉淀法制備出鋁錳復(fù)合氧化物(Aluminum-Manganese binary oxide,AMBO)的基礎(chǔ)上,利用環(huán)氧氯丙烷等有機(jī)溶劑對其進(jìn)行改性制得有機(jī)改性鋁錳復(fù)合氧化物(Organo-modified Aluminum-Manganese binary oxide,OABO),并研究其對水中硝酸根和磷酸根的去除效果和吸附機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:(1)利用TGA、BET、XRD、TEM、SEM-EDSMpping、FTIR、XPS、Zeta電位等技術(shù)分析AMBO和OABO的表面結(jié)構(gòu)和物化特性。與AMBO比較,OABO出現(xiàn)C、N元素,Mn的含量減少;OABO的比表面積為2.89 m~2/g,遠(yuǎn)小于AMBO的53.01m~2/g,這是因?yàn)樨?fù)載在AMBO表面的有機(jī)物堵塞了表面部分微孔;OABO的Zeta電位相對于AMBO有所增大,有利于陰離子的吸附。(2)OABO對硝酸根的吸附動(dòng)力學(xué)特征符合擬二級動(dòng)力學(xué)模型,推測吸附過程以化學(xué)吸附為主;OABO吸附硝酸根的等溫線數(shù)據(jù)可以用Langmuir模型和Sips模型來進(jìn)行描述,表明OABO對硝酸根的吸附是單層吸附;pH=3-10,吸附過程中不控制體系pH,OABO吸附硝酸根的效果穩(wěn)定;吸附過程中控制體系pH,吸附量隨著pH的增大而減少;共存陰離子會(huì)對OABO吸附硝酸根產(chǎn)生負(fù)面影響(SO_4~(2-)?SiO_3~(2-)?CO_3~(2-)?F~-);Ca~(2+)和Mg~(2+)對OABO吸附硝酸根表現(xiàn)出抑制作用,這是因?yàn)榘殡S陽離子一起加入的氯離子與硝酸根發(fā)生了競爭吸附。(3)OABO吸附磷酸根的過程符合Power模型和Elovich模型的特征,表明吸附過程是多分子層吸附的復(fù)雜過程;Sips模型和Freundlich模型能很好的描述OABO吸附磷酸根的等溫線特征,分析表明OABO表面存在著多種用來吸附磷酸根的活性位點(diǎn);在pH=5-8的范圍內(nèi),OABO吸附磷酸根的效果較好;共存陰離子對OABO吸附磷酸根產(chǎn)生不利的影響,表現(xiàn)為F~-NO_2~-CO_3~(2-)SiO_3~(2-)SO_4~(2-);Ca~(2+)對OABO吸附磷酸根表現(xiàn)出輕微的促進(jìn)作用,Mg~(2+)表現(xiàn)出較小的抑制作用。(4)OABO同步吸附硝酸根和磷酸根的結(jié)果表明,硝酸根和磷酸根對相互之間的吸附速率和吸附性能無明顯的影響,這是因?yàn)镺ABO對硝酸根和磷酸根的吸附是由不同的吸附位點(diǎn)來完成的。(5)用SEM-EDSMapping、FTIR、XPS、Zeta電位來分析OABO吸附硝酸根和磷酸根的機(jī)理。結(jié)果表明與Cl~-的離子交換是OABO吸附硝酸根的主要機(jī)理;OABO表面吸附磷酸根的活性位點(diǎn)較多,主要有羥基、硫酸根等;結(jié)果顯示二者在OABO表面主要的吸附位點(diǎn)是不一樣的,彼此之間的影響不大,這表明OABO可以有效同步吸附硝酸根和磷酸根。(6)再生實(shí)驗(yàn)表明,吸附硝酸根磷酸根后的OABO用0.3mol/L的NaHCO_3進(jìn)行再生的效果最好;經(jīng)過五個(gè)吸附解吸循環(huán)后,OABO對硝酸根和磷酸根依然有很好的吸附效果。
【圖文】：

據(jù)國家環(huán)�？偩职l(fā)布的 2016 年中國環(huán)境狀況公報(bào)顯示[12]，，2016 年，112 個(gè)重要湖泊(水庫）中，Ⅰ類水質(zhì)的湖泊（水庫）8 個(gè)，占 7.1%；Ⅱ類 28 個(gè)，占 25.0%；Ⅲ類 38 個(gè)，占 33.9%；Ⅳ類 23 個(gè)，占 20.5%；Ⅴ類 6 個(gè)，占 5.4%；劣Ⅴ類 9 個(gè)，占 8.0%。主要污染指標(biāo)為總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)。108 個(gè)監(jiān)測營養(yǎng)狀圖 1.1 2016 年重要湖泊營養(yǎng)狀態(tài)比較圖 1.2 2016 年重要水庫營養(yǎng)狀態(tài)比較

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文湖泊中營養(yǎng)物質(zhì)的來源廣泛，背景濃度高，富營養(yǎng)化進(jìn)程迅速，并且已經(jīng)有許多湖泊處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。湖泊水庫富營養(yǎng)化已成為我國一個(gè)突出的水環(huán)境問題。2016 年重要湖泊和水庫的營養(yǎng)狀態(tài)比較見圖 1.1 和 1.2。圖 1.1 2016 年重要湖泊營養(yǎng)狀態(tài)比較
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640085