超聲輔助處理凈水污泥用于去除廢水中磷和氨氮研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 00:52
凈水污泥是自來水生產(chǎn)的副產(chǎn)物,數(shù)量多而且分布廣。對(duì)凈水污泥的處置問題已納入我國的“十二五”規(guī)劃。資源化再利用是可持續(xù)緩解凈水污泥所產(chǎn)生的環(huán)境及社會(huì)問題的有效途徑。本文在全面了解國內(nèi)外有關(guān)凈水污泥資源化利用研究的基礎(chǔ)上,研究利用超聲輔助技術(shù),對(duì)凈水污泥進(jìn)行適當(dāng)處理,使其可有效用于去除廢水中的磷和氨氮污染物。本研究旨在探索凈水污泥資源化利用的新方法,探討“以廢治廢”技術(shù)的可行性,具體內(nèi)容如下:1、超聲輔助酸化法處理凈水污泥及其過程強(qiáng)化的機(jī)理研究考察了酸濃度、超聲功率、超聲作用時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、固-液比以及固體顆粒粒徑等因素對(duì)凈水污泥中鋁、鐵離子回收率的影響,確定出適宜的操作條件。采用碘釋放法、金屬薄膜腐蝕法以及熱敏探頭法間接測量了超聲功率、攪拌強(qiáng)度、酸濃度及固-液比等因素對(duì)反應(yīng)器內(nèi)超聲空化強(qiáng)度的影響,對(duì)超聲空化作用機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:適宜的操作條件可降低反應(yīng)器內(nèi)超聲衰減程度,使超聲空化強(qiáng)度增大、分布均勻,回收效果增強(qiáng)。粒內(nèi)擴(kuò)散是回收過程控制步驟,動(dòng)力學(xué)分析驗(yàn)證了由超聲空化產(chǎn)生的湍動(dòng)效應(yīng)、聚能效應(yīng)以及微擾效應(yīng)對(duì)回收過程的液膜擴(kuò)散、表面反應(yīng)以及顆粒內(nèi)層擴(kuò)散的強(qiáng)化作用。2、超聲酸化處理凈水污...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:158 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 凈水污泥的產(chǎn)生與組成
1.1.2 凈水污泥的處置與利用
1.1.3 課題研究的意義與來源
1.2 凈水污泥在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.2.1 回收鋁鐵鹽混凝劑
1.2.2 去除廢水中磷污染物
1.2.3 去除廢水中砷污染物
1.2.4 去除廢水中重金屬離子
1.2.5 去除廢水中其它污染物
1.2.6 有待研究的課題
1.3 課題擬解決問題及相關(guān)研究概況
1.3.1 擬解決的問題
1.3.2 超聲輔助技術(shù)及應(yīng)用
1.3.3 水體中磷污染物去除
1.3.4 水體中氮污染物去除
1.4 課題研究內(nèi)容與方法
1.4.1 主要內(nèi)容
1.4.2 方案方法
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)方法與原理
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 凈水污泥樣品制備
2.2.2 材料分析表征
2.2.3 超聲提取實(shí)驗(yàn)
2.2.4 測試廢水水樣
2.2.5 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
2.3 吸附熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)
2.3.1 吸附等溫線模型
2.3.2 吸附動(dòng)力學(xué)模型
2.3.3 吸附熱力學(xué)模型
第三章 超聲輔助酸化法處理凈水污泥及其過程強(qiáng)化機(jī)理
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 凈水污泥性質(zhì)
3.3.1 凈水污泥的組成
3.3.2 凈水污泥的結(jié)構(gòu)
3.4 金屬離子回收效果
3.4.1 硫酸濃度的影響
3.4.2 超聲功率的影響
3.4.3 超聲時(shí)間的影響
3.4.4 攪拌強(qiáng)度的影響
3.4.5 固-液體系性質(zhì)的影響
3.5 超聲空化作用效果
3.5.1 超聲功率的影響
3.5.2 攪拌強(qiáng)度的影響
3.5.3 硫酸濃度的影響
3.5.4 固-液比的影響
3.6 超聲輔助酸化協(xié)同效應(yīng)
3.6.1 協(xié)同效應(yīng)測試
3.6.2 協(xié)同效應(yīng)機(jī)理
3.7 回收過程動(dòng)力學(xué)
3.7.1 動(dòng)力學(xué)模型
3.7.2 過程控制步驟
3.8 本章小結(jié)
第四章 超聲輔助酸化法處理凈水污泥的除磷性能及機(jī)理
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 凈水污泥除磷吸附劑性質(zhì)
4.3.1 物質(zhì)組成
4.3.2 物相組成
4.3.3 表面形貌
4.3.4 化學(xué)結(jié)構(gòu)
4.3.5 熱重分析
4.3.6 理化性質(zhì)
4.3.7 毒物浸出
4.4 靜態(tài)吸附除磷性能
4.4.1 溶液初始pH的影響
4.4.2 溶液初始濃度的影響
4.4.3 吸附劑投加量的影響
4.4.4 吸附時(shí)間的影響
4.4.5 吸附溫度的影響
4.5 半連續(xù)動(dòng)態(tài)除磷性能
4.5.1 模擬水樣測試
4.5.2 實(shí)際水樣測試
4.6 吸附相關(guān)參數(shù)及除磷機(jī)理
4.6.1 等溫線分析
4.6.2 動(dòng)力學(xué)分析
4.6.3 熱力學(xué)分析
4.6.4 磷去除機(jī)理
4.7 本章小結(jié)
第五章 凈水污泥的水熱處理及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 銨離子吸附材料的制備
5.3.1 制備方法及裝置
5.3.2 制備路線及條件
5.4 銨離子吸附材料的表征
5.4.1 化學(xué)組成
5.4.2 物相結(jié)構(gòu)
5.4.3 表面形貌
5.4.4 化學(xué)結(jié)構(gòu)
5.4.5 電動(dòng)電位
5.4.6 比表面積
5.4.7 陽離子交換容量
5.5 銨離子吸附材料表面性質(zhì)改變機(jī)理
5.5.1 比表面增大
5.5.2 等電點(diǎn)降低
5.6 本章小結(jié)
第六章 凈水污泥水熱處理產(chǎn)物的氨氮吸附性能及機(jī)理
6.1 引言
6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
6.3 靜態(tài)吸附去除氨氮性能
6.3.1 溶液初始pH的影響
6.3.2 溶液初始濃度的影響
6.3.3 吸附劑投加量的影響
6.3.4 吸附時(shí)間的影響
6.3.5 吸附溫度的影響
6.4 吸附相關(guān)參數(shù)及氨氮去除機(jī)理
6.4.1 等溫線分析
6.4.2 動(dòng)力學(xué)分析
6.4.3 熱力學(xué)分析
6.4.4 氨氮去除機(jī)理
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
7.1.1 主要結(jié)論
7.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.2 不足與展望
7.2.1 問題與不足
7.2.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氨氮廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜瑞,曾紅云,王強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)與管理. 2013(06)
[2]凈水污泥中回收的混凝劑處理印染廢水的中試研究[J]. 魏美潔,丁曙東,王東田,姜?jiǎng)P,于水利. 中國給水排水. 2013(11)
[3]改性粉煤灰吸附稀土廢水中的氨氮[J]. 陳莉榮,李玉梅,杜明展. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[4]給水處理廠鐵鋁泥對(duì)正磷酸鹽的吸附效果[J]. 王天曉,蔣雅真,陳慧婷,王昌輝,裴元生. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[5]熱活化和酸活化給水處理廠廢棄鐵鋁泥的吸磷效果[J]. 高思佳,王昌輝,裴元生. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]Simultaneous removal of ammonium and phosphate by zeolite synthesized from coal fly ash as influenced by acid treatment[J]. ZHANG Bao-hua, WU De-yi, WANG Chong, HE Sheng-bing, ZHANG Zhen-jia, KONG Hai-nan School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.. Journal of Environmental Sciences. 2007(05)
[7]給水廠排泥水處理處置技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 謝敏,施周,李淑展,陳咸華. 凈水技術(shù). 2006(05)
[8]超聲老化對(duì)MCM-49分子篩合成的影響[J]. 吳建梅,王保玉,李牛,項(xiàng)壽鶴. 催化學(xué)報(bào). 2006(05)
[9]城市給水廠污泥處理與能耗[J]. 王圃,龍騰銳,李江濤,陸柯,雷剛. 重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[10]自來水廠污泥的表征及其垃圾覆蓋土可行性研究[J]. 趙愛華,秦峰. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2004(04)
博士論文
[1]新型赤泥顆粒吸附材料的制備、表征及其對(duì)水體中磷的去除性能研究[D]. 趙雅琴.山東大學(xué) 2013
[2]從粉煤灰中提取氧化鋁和二氧化硅的研究[D]. 吳艷.東北大學(xué) 2008
[3]污泥超聲破解反應(yīng)器工況優(yōu)化與破解污泥中溫厭氧消化能效分析[D]. 薛玉偉.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):2959608
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:158 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 凈水污泥的產(chǎn)生與組成
1.1.2 凈水污泥的處置與利用
1.1.3 課題研究的意義與來源
1.2 凈水污泥在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展
1.2.1 回收鋁鐵鹽混凝劑
1.2.2 去除廢水中磷污染物
1.2.3 去除廢水中砷污染物
1.2.4 去除廢水中重金屬離子
1.2.5 去除廢水中其它污染物
1.2.6 有待研究的課題
1.3 課題擬解決問題及相關(guān)研究概況
1.3.1 擬解決的問題
1.3.2 超聲輔助技術(shù)及應(yīng)用
1.3.3 水體中磷污染物去除
1.3.4 水體中氮污染物去除
1.4 課題研究內(nèi)容與方法
1.4.1 主要內(nèi)容
1.4.2 方案方法
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)方法與原理
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 凈水污泥樣品制備
2.2.2 材料分析表征
2.2.3 超聲提取實(shí)驗(yàn)
2.2.4 測試廢水水樣
2.2.5 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
2.3 吸附熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)
2.3.1 吸附等溫線模型
2.3.2 吸附動(dòng)力學(xué)模型
2.3.3 吸附熱力學(xué)模型
第三章 超聲輔助酸化法處理凈水污泥及其過程強(qiáng)化機(jī)理
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 凈水污泥性質(zhì)
3.3.1 凈水污泥的組成
3.3.2 凈水污泥的結(jié)構(gòu)
3.4 金屬離子回收效果
3.4.1 硫酸濃度的影響
3.4.2 超聲功率的影響
3.4.3 超聲時(shí)間的影響
3.4.4 攪拌強(qiáng)度的影響
3.4.5 固-液體系性質(zhì)的影響
3.5 超聲空化作用效果
3.5.1 超聲功率的影響
3.5.2 攪拌強(qiáng)度的影響
3.5.3 硫酸濃度的影響
3.5.4 固-液比的影響
3.6 超聲輔助酸化協(xié)同效應(yīng)
3.6.1 協(xié)同效應(yīng)測試
3.6.2 協(xié)同效應(yīng)機(jī)理
3.7 回收過程動(dòng)力學(xué)
3.7.1 動(dòng)力學(xué)模型
3.7.2 過程控制步驟
3.8 本章小結(jié)
第四章 超聲輔助酸化法處理凈水污泥的除磷性能及機(jī)理
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 凈水污泥除磷吸附劑性質(zhì)
4.3.1 物質(zhì)組成
4.3.2 物相組成
4.3.3 表面形貌
4.3.4 化學(xué)結(jié)構(gòu)
4.3.5 熱重分析
4.3.6 理化性質(zhì)
4.3.7 毒物浸出
4.4 靜態(tài)吸附除磷性能
4.4.1 溶液初始pH的影響
4.4.2 溶液初始濃度的影響
4.4.3 吸附劑投加量的影響
4.4.4 吸附時(shí)間的影響
4.4.5 吸附溫度的影響
4.5 半連續(xù)動(dòng)態(tài)除磷性能
4.5.1 模擬水樣測試
4.5.2 實(shí)際水樣測試
4.6 吸附相關(guān)參數(shù)及除磷機(jī)理
4.6.1 等溫線分析
4.6.2 動(dòng)力學(xué)分析
4.6.3 熱力學(xué)分析
4.6.4 磷去除機(jī)理
4.7 本章小結(jié)
第五章 凈水污泥的水熱處理及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 銨離子吸附材料的制備
5.3.1 制備方法及裝置
5.3.2 制備路線及條件
5.4 銨離子吸附材料的表征
5.4.1 化學(xué)組成
5.4.2 物相結(jié)構(gòu)
5.4.3 表面形貌
5.4.4 化學(xué)結(jié)構(gòu)
5.4.5 電動(dòng)電位
5.4.6 比表面積
5.4.7 陽離子交換容量
5.5 銨離子吸附材料表面性質(zhì)改變機(jī)理
5.5.1 比表面增大
5.5.2 等電點(diǎn)降低
5.6 本章小結(jié)
第六章 凈水污泥水熱處理產(chǎn)物的氨氮吸附性能及機(jī)理
6.1 引言
6.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
6.3 靜態(tài)吸附去除氨氮性能
6.3.1 溶液初始pH的影響
6.3.2 溶液初始濃度的影響
6.3.3 吸附劑投加量的影響
6.3.4 吸附時(shí)間的影響
6.3.5 吸附溫度的影響
6.4 吸附相關(guān)參數(shù)及氨氮去除機(jī)理
6.4.1 等溫線分析
6.4.2 動(dòng)力學(xué)分析
6.4.3 熱力學(xué)分析
6.4.4 氨氮去除機(jī)理
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
7.1.1 主要結(jié)論
7.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.2 不足與展望
7.2.1 問題與不足
7.2.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氨氮廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜瑞,曾紅云,王強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)與管理. 2013(06)
[2]凈水污泥中回收的混凝劑處理印染廢水的中試研究[J]. 魏美潔,丁曙東,王東田,姜?jiǎng)P,于水利. 中國給水排水. 2013(11)
[3]改性粉煤灰吸附稀土廢水中的氨氮[J]. 陳莉榮,李玉梅,杜明展. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[4]給水處理廠鐵鋁泥對(duì)正磷酸鹽的吸附效果[J]. 王天曉,蔣雅真,陳慧婷,王昌輝,裴元生. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[5]熱活化和酸活化給水處理廠廢棄鐵鋁泥的吸磷效果[J]. 高思佳,王昌輝,裴元生. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]Simultaneous removal of ammonium and phosphate by zeolite synthesized from coal fly ash as influenced by acid treatment[J]. ZHANG Bao-hua, WU De-yi, WANG Chong, HE Sheng-bing, ZHANG Zhen-jia, KONG Hai-nan School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.. Journal of Environmental Sciences. 2007(05)
[7]給水廠排泥水處理處置技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 謝敏,施周,李淑展,陳咸華. 凈水技術(shù). 2006(05)
[8]超聲老化對(duì)MCM-49分子篩合成的影響[J]. 吳建梅,王保玉,李牛,項(xiàng)壽鶴. 催化學(xué)報(bào). 2006(05)
[9]城市給水廠污泥處理與能耗[J]. 王圃,龍騰銳,李江濤,陸柯,雷剛. 重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(04)
[10]自來水廠污泥的表征及其垃圾覆蓋土可行性研究[J]. 趙愛華,秦峰. 環(huán)境衛(wèi)生工程. 2004(04)
博士論文
[1]新型赤泥顆粒吸附材料的制備、表征及其對(duì)水體中磷的去除性能研究[D]. 趙雅琴.山東大學(xué) 2013
[2]從粉煤灰中提取氧化鋁和二氧化硅的研究[D]. 吳艷.東北大學(xué) 2008
[3]污泥超聲破解反應(yīng)器工況優(yōu)化與破解污泥中溫厭氧消化能效分析[D]. 薛玉偉.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):2959608
本文鏈接:http://sikaile.net/shengtaihuanjingbaohulunwen/2959608.html
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