本文關(guān)鍵詞：金屬負(fù)載殼聚糖顆粒去除水中硝酸鹽及吸附動力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：化肥的過量使用和工業(yè)廢水的不合理排放導(dǎo)致了嚴(yán)重的地下水硝酸鹽污染。過量的硝酸鹽會對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。硝酸鹽通常具有高度可溶、低吸附性和易于擴(kuò)散等特點,這就增加了從水中去除硝酸鹽的難度。目前,生物反硝化和離子交換法是兩種比較常用的處理方法,其主要缺點分別是產(chǎn)生大量的剩余污泥和鹵水。吸附法因其成本低廉、操作簡單、高效實用以及吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點在工業(yè)廢水和城市污水處理中得到廣泛關(guān)注。本研究利用氯化鐵負(fù)載殼聚糖顆粒吸附去除水中的硝酸鹽,采用掃描電鏡(SEM)、比表面積及孔隙分析儀(BET)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)對吸附劑進(jìn)行表征,研究了吸附劑投加量、初始硝酸鹽濃度、pH和共存離子等因素對硝酸鹽去除的影響。結(jié)果表明:鐵負(fù)載殼聚糖顆粒吸附劑的硝酸鹽氮最大吸附容量為8.35 mg·g 1。硝酸鹽吸附是一個自發(fā)的放熱過程且?guī)缀醪皇躳H和溫度的影響,吸附過程符合偽二級動力學(xué)模型和Langmuir-Freundlich等溫模型。經(jīng)氯化鈉溶液再生過的吸附劑可以重復(fù)使用,且吸附容量基本不變。為了優(yōu)化硝酸鹽吸附條件,合成了一種機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸堿性好的鐵鋁負(fù)載殼聚糖顆粒吸附劑。該吸附劑的硝酸鹽氮最大吸附容量為8.58 mg·g 1。吸附機(jī)理主要是靜電吸引和離子交換作用,并伴隨著顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程。采用析因設(shè)計方法對吸附劑投加量、初始硝酸鹽濃度、pH和溫度進(jìn)行優(yōu)化,并揭示了它們之間的相互關(guān)系對平衡吸附量的影響。提出“比速率常數(shù)”來消除吸附劑投加量的影響,比偽一級速率常數(shù)更適合描述硝酸鹽在鐵鋁負(fù)載殼聚糖顆粒上的吸附過程。擴(kuò)展的Freundlich模型很好地描述了硝酸鹽和硫酸鹽之間的競爭吸附關(guān)系。為了更好地描述固/液界面處的吸附和解吸行為,對偽一級和偽二級動力學(xué)模型進(jìn)行修正,提出動力學(xué)模型I和動力學(xué)模型II,并用于描述硝酸鹽在鐵負(fù)載殼聚糖顆粒上的吸附過程。擬合優(yōu)度通過確定系數(shù)和卡方值進(jìn)行評估。結(jié)果表明:這兩個動力學(xué)模型可以很好地描述硝酸鹽在鐵負(fù)載殼聚糖顆粒上的吸附過程,吸附量隨時間呈指數(shù)增加,并趨于一個確定的值。理論推導(dǎo)揭示了動力學(xué)模型I和動力學(xué)模型II分別與偽一級和偽二級動力學(xué)模型之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：硝酸鹽 殼聚糖 吸附 動力學(xué) 再生
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 地下水硝酸鹽污染原因和現(xiàn)狀10-11
• 1.2 地下水硝酸鹽污染危害與標(biāo)準(zhǔn)11-12
• 1.3 硝酸鹽污染處理技術(shù)12-18
• 1.3.1 物理法12-14
• 1.3.2 化學(xué)法14-16
• 1.3.3 生物法16-18
• 1.4 研究目的、內(nèi)容與創(chuàng)新點18-19
• 1.4.1 研究目的18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18-19
• 1.4.3 研究創(chuàng)新點19
• 1.5 技術(shù)路線19-20
• 第2章 鐵負(fù)載殼聚糖去除水中的硝酸鹽20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 材料與方法20-25
• 2.2.1 試劑20-21
• 2.2.2 實驗儀器21-22
• 2.2.3 吸附劑制備22
• 2.2.4 分析方法22-23
• 2.2.5 實驗方法23-25
• 2.3 實驗結(jié)果與討論25-35
• 2.3.1 吸附劑表征25-27
• 2.3.2 投加量的影響27
• 2.3.3 溶液pH的影響27-28
• 2.3.4 共存離子的影響28-29
• 2.3.5 吸附動力學(xué)29-31
• 2.3.6 吸附等溫線31-33
• 2.3.7 吸附熱力學(xué)33-34
• 2.3.8 吸附劑再生34-35
• 2.4 小結(jié)35-37
• 第3章 鐵鋁負(fù)載殼聚糖去除水中的硝酸鹽37-53
• 3.1 引言37
• 3.2 材料與方法37-39
• 3.2.1 試劑和材料37-38
• 3.2.2 實驗儀器38
• 3.2.3 實驗方法38-39
• 3.3 實驗結(jié)果與討論39-52
• 3.3.1 吸附劑表征39-42
• 3.3.2 析因設(shè)計42-47
• 3.3.3 動力學(xué)研究47-49
• 3.3.4 競爭吸附49-51
• 3.3.5 吸附劑再生51-52
• 3.4 小結(jié)52-53
• 第4章 硝酸鹽吸附動力學(xué)研究53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 材料與方法53-54
• 4.2.1 試劑53
• 4.2.2 動力學(xué)實驗53-54
• 4.3 理論分析54-59
• 4.4 實驗結(jié)果與討論59-64
• 4.4.1 重復(fù)性評估59-60
• 4.4.2 動力學(xué)模型分析60-64
• 4.5 小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)論與建議65-67
• 5.1 結(jié)論65
• 5.2 建議65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-77
• 附錄77-78

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  本文關(guān)鍵詞：金屬負(fù)載殼聚糖顆粒去除水中硝酸鹽及吸附動力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：500298