【摘要】：磷是生命活動和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的元素,同時,也是不可再生的資源。生活污水中含有大量的磷,將這部分磷回收利用,可以滿足節(jié)約資源和保護生態(tài)的雙重要求。本文針對基于牡蠣殼粉的結(jié)晶除磷實驗進行了研究。首先以生牡蠣殼粉為結(jié)晶晶種進行了研究,利用單因素分析方法分別研究pH、c(Ca)/c(P)、晶種投加量對結(jié)晶除磷效果的影響。分別設(shè)置pH為6、7、8、9、10,c(Ca)/c(P)為1、2、3、5、10,晶種投加量為0g、0.5g、1.0g、2.0g、5.0g、10.0g。結(jié)果顯示,生牡蠣殼粉不是較好的HAP結(jié)晶晶種,在其它條件不變的情況下,增加生牡蠣殼粉投量,不能持續(xù)穩(wěn)定提升結(jié)晶除磷能力。對生牡蠣殼粉進行了進一步煅燒改性,研究煅燒溫度和煅燒時間對其的改性程度的影響,并利用改性充分的牡蠣殼粉進行結(jié)晶除磷實驗研究,考察不同初始磷濃度和pH條件下,最佳晶種投加量,并利用XRD進行了生成物分析。分別設(shè)置煅燒溫度為500℃、600℃、700℃、750℃、800℃,煅燒時間為10min、30min、1h、1.5h。結(jié)果顯示,對一定質(zhì)量牡蠣殼粉(10g)進行煅燒改性,改性條件為溫度800℃、時間30min時改性趨于完全,改性后可大大增加牡蠣殼粉釋放Ca~(2+)的能力;煅燒牡蠣殼粉除磷效率可達228.125mgP/g,比其它吸附除磷材料或其它結(jié)晶晶種效率高出幾倍甚至數(shù)十倍;XRD分析結(jié)果顯示,生成物中含有大量磷酸氫鈣、少量羥基磷酸鈣。進一步利用煅燒牡蠣殼粉進行研究。用PVA包埋煅燒牡蠣殼粉制備緩釋Ca~(2+)結(jié)晶除磷劑,并利用正交實驗的方法研究了PVA濃度、包埋量、PEG用量和固化劑種類四個影響因素對除磷劑的物理性能及緩釋性能的影響,考察制得除磷劑的緩釋Ca~(2+)除磷性能,并根據(jù)SEM分析及實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象解釋除磷劑緩釋Ca~(2+)結(jié)晶除磷機理。設(shè)置PVA濃度為8%、9%、10%、11%,PEG濃度為0%、0.4%、0.8%、1.2%,PVA+PEG用量為12m L、12.5mL、13m L、13.5ml,固化劑種類為4%硼酸、4%硼酸+4%CaCl2。結(jié)果顯示,用該方法制得的除磷劑可于水中緩慢釋放Ca~(2+)超20d,緩釋除磷效果良好;最佳配方為:12m LPVA+PEG(PVA濃度為8%,PEG用量為0.8%)溶液包埋20g煅燒牡蠣殼粉制成小球后于4%硼酸溶液中固定化2天。利用SEM、XRD分析手段對反應(yīng)產(chǎn)物進行分析,結(jié)果顯示,SEM圖中出現(xiàn)形狀規(guī)則的結(jié)晶和一些膠狀非結(jié)晶,XRD中出現(xiàn)明顯的CaCO_3衍射峰。分析成分可知,該緩釋Ca~(2+)除磷劑除磷反應(yīng)的生成產(chǎn)物為PVA、CaCO_3和HAP的混合物,緩釋Ca~(2+)除磷劑存在反應(yīng)前期釋放Ca~(2+)過快的問題。隨后,對除磷劑的結(jié)晶回收磷效率進行了計算,并對除磷劑進行評價,發(fā)現(xiàn)實驗中16組除磷劑最高磷回收效率可達44.53mg/g,該除磷劑是一種較好的緩釋Ca~(2+)結(jié)晶除磷劑,該除磷劑的制作方法值得推廣應(yīng)用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703

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本文編號：2403790