【摘要】：磷是一種主要營養(yǎng)污染物,含磷廢水未達標排入自然水體可能造成富營養(yǎng)化,導致水體急劇惡化。同時磷也是一種重要且不可再生的資源,它對工農業(yè)生產具有極其重要的意義。因此迫切需要一種能高效去除和回收廢水中磷的技術,保證磷資源的可持續(xù)供給同時降低環(huán)境污染。吸附法被認為是一種能夠實現污水中磷去除和回收的有效方法,然而其關鍵在于合適吸附劑的選擇。本研究以聚乙烯醇(PVA)為載體,引入對磷酸鹽親和力極強的氫氧化鋯,在堿性條件下,一步包封原位生成氫氧化鋯交聯聚乙烯醇的凝膠微球(PVA/ZR)。同時利用三乙烯四胺(TETA)對其進行表面改性,成功制備出三乙烯四胺改性的氫氧化鋯交聯聚乙烯醇復合微球(TETAPVA/ZR)。為了進一步提升微球的吸附性能,利用液滴微流控技術,制備出直徑為250 um的磁性氫氧化鋯交聯聚乙烯醇微球(mPVA/ZR)。用不同表征方法研究了其組成和結構特性,同時在靜態(tài)批次試驗和動態(tài)吸附柱試驗下對PVA/ZR、TETAPVA/ZR和mPVA/ZR進行了除磷特性的分析。結果表明:(1)相比PVA/ZR,氨基功能改性的TETAPVA/ZR吸附量得到了較大的提升。利用SEM、XRD、TGA、FTIR和XPS表征PVA/ZR、TETAPVA/ZR,其形態(tài)呈良好的球形,性質穩(wěn)定。靜態(tài)試驗研究結果表明,PVA/ZR和TETAPVA/ZR在酸性條件下有利于磷酸鹽的吸附,受Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-離子影響較小,受腐殖酸、富里酸和HCO_3~-負影響較大,陽離子的存在對PVA/ZR、TETAPVA/ZR的吸附性能會有所提升。PVA/ZR和TETAPVA/ZR都符合準二級動力學模型和顆粒內擴散模型。Freundlich模型較好地描述試驗結果,說明吸附過程是以多分子層非均相吸附為主。脫附再生試驗中均表明具有良好的重復利用性能。PVA/ZR和TETAPVA/ZR吸附磷酸鹽的機理主要是包括靜電作用、配體交換和內層復合體作用。(2)利用PVA/ZR和TETAPVA/ZR模擬對實際污水中磷去除和回收,吸附劑投加量影響和動態(tài)吸附柱吸附-解吸試驗結果表明PVA/ZR和TETAPVA/ZR用于實際廢水的除磷和回收具有極大潛力,污水中的陽離子有可能參與磷酸鹽的去除,可以增大吸附量,在柱吸附后磷解吸率都在97%以上。(3)利用SEM、XRD、TGA、FTIR、VSM、DLS和XPS表征mPVA/ZR,其形態(tài)良好、性質穩(wěn)定且具有磁響應功能。mPVA/ZR在酸性條件下有利于磷酸鹽的吸附,且對磷酸鹽表現出一定的選擇性吸附能力。mPVA/ZR符合準一級動力學模型和顆粒內擴散模型。Freundlich模型較好地描述試驗結果,說明吸附過程是以多分子層非均相吸附為主。脫附再生試驗中均表明具有良好的重復利用性能。mPVA/ZR吸附磷酸鹽主要是靜電作用、配體交換和內層復合體的聯合作用。
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703;O631
【圖文】：

去轉化為能量。在陰極附近，由于 pH 較高，磷能和水中的 Mg2+和 NH4+NH4PO4，從而實現磷的去除與回收。然而，磷酸銨鎂在陰極電極表面沉淀后，子和氧等的傳質過程，從而減少產電量。因此，該技術還有待進一步研究[29, 30在生物法眾多技術中，常用的工藝有 A2/O 工藝、氧化溝工藝、SBR 工藝、E、Phostrip 工藝、改良 Bardenpho 工藝、CAST 工藝和 UCT 工藝等[31]。在這些物除磷的基本過程主要還是分為三大部分，除磷菌的過量攝取磷、除磷菌的磷磷污泥的排放。在這些類工藝過程中也可以實現磷的回收，不同的工藝回收位但實質是一樣的。比如在 A2/O 工藝中，如圖 1-1 所示，可以收集使用磷濃度較消化上清液（A）、污泥消化液（B）和污泥脫水濾出液（C）用于磷回收。但在中依然存在許多需要解決的問題，如何排除污水中其他離子的干擾，將磷從含和重金屬等有毒物質的混合體系中分離出來是我們今后需要解決的問題[32]。

1.3.2 化學沉淀/結晶法化學除磷主要是通過向污水中投加金屬鹽類化學藥劑，主要為鋁鹽和鐵鹽等，從而生成難溶性的含磷金屬鹽與水相分離，對水體 pH 和金屬離子濃度的控制需十分嚴格，否則容易造成效果不佳和藥劑污染。在反應過程中，不僅涉及到沉淀反應，更是有著復雜的化學絮凝反應等，大體可分為四個步驟：沉淀反應、凝聚作用、絮凝作用和固液分離[23, 25]。在運用化學除磷時，對投加藥劑的種類、用量和地點都至關重要。藥劑的投加點比較靈活，可以在初沉池前、曝氣池中或曝氣池與二沉池之間，也可對二沉池出水進行投加，根據這些投加點一般把工藝流程可大致分為三部分：前置除磷、協同除磷和后置除磷[33, 34]。工藝相對簡單如下圖所示：

【參考文獻】

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本文編號：2723971