本文關鍵詞：稀土冶煉高濃度氨氮廢水的多模塊處理工藝研究

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【摘要】：本研究針對稀土冶煉高濃度氨氮廢水中氨氮的濃度難以采用單一方法有效降低的問題,設計了多模塊處理工藝。根據(jù)不同濃度的氨氮廢水,分別建立了鳥糞石沉淀法、吸附法以及吸附-介電泳法三個工藝模塊。并在鳥糞石反應裝置中采用鳥糞石沉淀法有效地處理了實際稀土冶煉高濃度氨氮廢水。具體研究主要分為四個方面： (1)研究了鳥糞石沉淀法中各因素對高濃度模擬氨氮廢水處理效果的影響并優(yōu)化了工藝處理條件； (2)探究了各因素對吸附法和鳥糞石沉淀法處理中濃度模擬氨氮廢水的影響效果并確定最佳反應條件； (3)探索吸附-介電泳法對低濃度模擬氨氮廢水的處理效果及工藝條件； (4)探究了多模塊連續(xù)工藝處理高濃度氨氮廢水的小試及鳥糞石反應器運行條件。在鳥糞石沉淀法處理高濃度模擬氨氮廢水的研究中,獲得以下主要結果： (1)通過正交試驗確定了pH、鎂的投加量、磷的投加量和反應時間對沉淀效果的影響,影響大小順序為pH磷的投加量鎂的投加量反應時間。通過改變投藥方式,發(fā)現(xiàn)以液體沉淀劑處理高濃度氨氮廢水時的去除效果較好,剩余氨氮濃度降低了1149mg/L。(2)通過單因素影響實驗進一步優(yōu)化工藝條件,處理濃度為30000mg/L的氯化銨模擬廢水時的最佳工藝條件為：pH值為9.0, n(Mg):n(N):n(P)為1：1：1,反應55min,沉淀30min,氨氮的去除率為96.46%,剩余濃度為540mg/L。處理濃度為8000mg/L的硫酸銨模擬廢水的最佳工藝條件為：pH為9.0,n(Mg):n(N):n(P)為1：1：1,反應50min,沉淀30min。氨氮的去除率為95.76%,剩余濃度為180mg/L在處理中濃度模擬氨氮廢水的實驗研究中,獲得以下主要結果： (1)人造沸石對不同初始濃度下的氨氮去除率在前60min迅速提高,反應平衡時間為120min。(2)鳥糞石沉淀法對中濃度氨氮去除效果的影響實驗中,最佳工藝條件為：pH值在9.0-10.0,反應60min。初始濃度為500mg/L時,氨氮去除率高達96.53%。 (3)相同初始濃度下,鳥糞石沉淀法對氨氮的去除效果優(yōu)于吸附法,沸石吸附法對氨氮的去除率僅為75%,鳥糞石沉淀法比吸附法提高了21.5%。在吸附-介電泳法處理低濃度模擬氨氮廢水的研究中,主要結論為：(1)確定了人造沸石的最佳投加量為2g/L,吸附-介電泳法比單純吸附法對氨氮去除率提高了20%,氨氮的剩余濃度只有4mg/L。 (2)考察了施加電壓對吸附-介電泳法去除氨氮的影響,15V為吸附-介電泳法處理低濃度氨氮的最佳電壓。氨氮的去除率最高為94%,氨氮的剩余濃度最低為1.8mg/L。(3)考察處理時間對氨氮去除率的影響,最佳介電泳處理時間為20 min,氨氮去除率比單純吸附提高了24%。在多模塊處理高濃度實際氨氮廢水的研究中,獲得的主要結果如下：(1)處理初始濃度為22550mg/L的氯化銨廢水,經(jīng)過第一個模塊—二級鳥糞石沉淀反應后,氨氮總去除率為99.17%；第二模塊—沸石吸附法處理后氨氮濃度為50mg/L；第三模塊—吸附-介電泳法處理后,氨氮的剩余濃度為47.5mg/L。(2)初始濃度為6640mg/L的硫酸銨實際廢水經(jīng)二級鳥糞石沉淀反應后,剩余氨氮的濃度降到18.8mg/L,吸附-介電泳法處理后降為17.8mg/L。在鳥糞石反應器處理高濃度模擬氨氮廢水的試驗研究中,主要考察了pH值對氨氮去除率的影響,pH值為8左右時,氨氮的去除率即可達96.73%。初始濃度為23700mg/L和60000mg/L的實際氨氮廢水連續(xù)進行二級鳥糞石沉淀反應,pH為8.0,反應時間為60min,停留30min,氨氮的總去除率分別高達99.87%和99.88%,生成的沉淀產(chǎn)物為優(yōu)質(zhì)的緩釋肥料,實現(xiàn)氨氮的資源化利用。
【關鍵詞】：氨氮廢水 鳥糞石沉淀法 吸附法 吸附-介電泳 鳥糞石反應器
【學位授予單位】：中央民族大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X758
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 高濃度氨氮污染現(xiàn)狀14
• 1.1.2 高濃度氨氮的危害14-15
• 1.1.3 稀土濕法冶煉高濃度氨氮廢水的種類15-16
• 1.2 處理氨氮廢水的主要技術16-18
• 1.2.1 吹脫法與汽提法16-17
• 1.2.2 吸附法17
• 1.2.3 折點氯法17
• 1.2.4 化學沉淀法17-18
• 1.2.5 生物法18
• 1.3 鳥糞石沉淀法國內(nèi)外研究動態(tài)18-20
• 1.3.1 鳥糞石沉淀法影響因素19-20
• 1.3.2 國內(nèi)外鳥糞石回收裝置研究進展20
• 1.4 吸附法國內(nèi)外相關研究進展20-22
• 1.4.1 礦物類吸附劑21
• 1.4.2 納米材料吸附劑21
• 1.4.3 廢棄物吸附劑21-22
• 1.5 介電泳技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-26
• 1.5.1 介電泳的概念22-23
• 1.5.2 介電泳的力學公式23-24
• 1.5.3 介電泳技術國內(nèi)外研究及應用進展24-26
• 1.6 研究內(nèi)容和意義26-29
• 1.6.1 研究內(nèi)容26-27
• 1.6.2 技術路線27-28
• 1.6.3 研究意義28-29
• 第二章 鳥糞石沉淀法處理高濃度氨氮廢水的研究29-51
• 2.1 實驗試劑及儀器29-30
• 2.1.1 實驗試劑29
• 2.1.2 實驗儀器29-30
• 2.2 實驗方法30-32
• 2.2.1 沉淀劑種類的篩選30
• 2.2.2 正交試驗設計30
• 2.2.3 單因素對高濃度氨氮去除效果的影響30-32
• 2.2.4 鳥糞石沉淀產(chǎn)物的表征32
• 2.2.5 氨氮測定方法32
• 2.2.6 磷測定方法32
• 2.3 實驗結果及討論32-49
• 2.3.1 沉淀劑組合的篩選32-33
• 2.3.2 正交設計結果分析33-34
• 2.3.3 鳥糞石沉淀法中單因子影響因素研究34-44
• 2.3.4 鳥糞石沉淀產(chǎn)物表征44-49
• 2.4 本章小結49-51
• 第三章 中濃度氨氮廢水的處理工藝研究51-67
• 3.1 實驗試劑及儀器51-52
• 3.1.1 實驗試劑51
• 3.1.2 實驗儀器51-52
• 3.2 實驗方法52-53
• 3.2.1 篩選吸附材料52
• 3.2.2 人造沸石投加量對中濃度氨氮去除效果影響實驗52
• 3.2.3 接觸時間對中濃度氨氮去除效果影響實驗52
• 3.2.4 沸石吸附氨氮動力學實驗52
• 3.2.5 pH值對中濃度氨氮去除效果影響實驗52
• 3.2.6 初始濃度對中濃度氨氮去除效果影響實驗52-53
• 3.2.7 鳥糞石沉淀法處理中濃度氨氮模擬廢水實驗53
• 3.2.8 吸附前后沸石的SEM表征53
• 3.3 實驗結果及討論53-65
• 3.3.1 吸附材料的篩選53-55
• 3.3.2 沸石投加量對氨氮去除效果的影響55-56
• 3.3.3 反應時間對氨氮去除效果的影響56-57
• 3.3.4 沸石吸附氨氮動力學研究57-59
• 3.3.5 pH值對氨氮去除效果的影響59
• 3.3.6 不同初始濃度對氨氮去除效果的影響59-60
• 3.3.7 鳥糞石沉淀法處理中濃度氨氮模擬廢水60-62
• 3.3.8 吸附前后沸石的SEM表征62-65
• 3.4 本章結論65-67
• 第四章 吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的研究67-80
• 4.1 實驗試劑及儀器67-68
• 4.2 實驗方法及裝置68-69
• 4.2.1 實驗方法68-69
• 4.2.2 實驗裝置69
• 4.3 實驗結果及討論69-79
• 4.3.1 吸附劑和電極種類對吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響69-70
• 4.3.2 投加量對沸石吸附-介電泳處理低濃度氨氮廢水的影響70-71
• 4.3.3 電壓對沸石吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響71-72
• 4.3.4 處理時間對沸石吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響72-73
• 4.3.5 初始濃度對吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響73-74
• 4.3.6 介電泳前后沸石的SEM表征74-79
• 4.4 本章小結79-80
• 第五章 多模塊處理氨氮廢水的工藝及鳥糞石反應器研究80-94
• 5.1 實驗試劑及儀器80
• 5.2 實驗方法及裝置80-83
• 5.2.1 實驗方法81-82
• 5.2.2 實驗裝置82-83
• 5.3 實驗結果及討論83-92
• 5.3.1 多模塊處理模擬氨氮廢水的小試試驗83-85
• 5.3.2 鳥糞石-吸附-介電泳多模塊處理實際氨氮廢水小試試驗85-86
• 5.3.3 鳥糞石反應器處理高濃度模擬氨氮廢水的試驗86-88
• 5.3.4 鳥糞石反應器處理高濃度實際氨氮廢水的試驗88-89
• 5.3.5 鳥糞石沉淀產(chǎn)物表征89-92
• 5.3.6 鳥糞石沉淀反應成本效益分析92
• 5.4 本章小結92-94
• 結論與展望94-97
• 創(chuàng)新點97-98
• 參考文獻98-106
• 致謝106-107
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄107

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