我國乃至全球的水體現(xiàn)狀呈現(xiàn)出十分嚴(yán)峻的污染形勢,水體富營養(yǎng)化所帶來的污染問題尤為突出,為了遏制和改善污染現(xiàn)狀,原有的對于廢水的處理己從高濃度的污染治理轉(zhuǎn)向低濃度微污染的治理。目前迫切的需要對水體富營養(yǎng)化的重要衡量指標(biāo)磷進(jìn)行深度去除,除磷時(shí)所需的材料和技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)。低品位菱鐵礦資源儲量豐富,但利用率很低,研究仍局限于選礦冶金。菱鐵礦作為亞鐵的碳酸鹽礦物具有很高的化學(xué)氧化和熱分解活性以及生物氧化活性,在水體深度除磷方面具有很大的應(yīng)用潛力。本文通過XRD、SEM、TEM、TGA、XRF、FTIR等表征手段,并結(jié)合一系列靜態(tài)和動態(tài)實(shí)驗(yàn),考察了天然菱鐵礦及其煅燒活化產(chǎn)物除磷性能及其作用機(jī)理。本文取得如下主要成果:1、通過XRD、SEM、TGA、XRF和化學(xué)分析等方法,查明實(shí)驗(yàn)所用菱鐵礦礦石主要礦物成分為:菱鐵礦(FeCO₃)66.3%,針鐵礦(FeOOH)11.3%,粘土礦物22.4%。菱鐵礦呈現(xiàn)半自形菱面體形貌特征,粒徑5微米左右,熱分解起始溫度430℃、峰值溫度510℃、完全分解溫度為600℃。菱鐵礦熱活化的最佳溫度區(qū)間為450⁵50℃。2...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
致謝
第一章 緒論
    1.1 水環(huán)境污染現(xiàn)狀
    1.2 富營養(yǎng)化與低濃度含磷廢水
    1.3 廢水深度除磷的意義
    1.4 水處理脫磷現(xiàn)狀
        1.4.1 生物法
        1.4.2 化學(xué)沉淀法
        1.4.3 結(jié)晶法
        1.4.4 吸附法
    1.5 菱鐵礦的基本性質(zhì)和研究開發(fā)現(xiàn)狀
        1.5.1 菱鐵礦的基本特征
        1.5.2 菱鐵礦的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.5.3 菱鐵礦的開發(fā)研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文研究內(nèi)容
第二章 天然菱鐵礦的表征及其物化分析
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.1.2 表征儀器
        2.1.3 化學(xué)分析方法
    2.2 結(jié)果和討論
        2.2.1 天然菱鐵礦的XRD表征
        2.2.2 天然菱鐵礦的SEM表征
        2.2.3 天然菱鐵礦的熱重表征
        2.2.4 天然菱鐵礦的物化成分分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 天然菱鐵礦深度吸脫附除磷性能及其機(jī)理分析
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        3.1.2 測試方法
        3.1.3 靜態(tài)吸脫附實(shí)驗(yàn)
        3.1.4 吸附機(jī)理實(shí)驗(yàn)
    3.2 天然菱鐵礦深度吸脫附磷的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 動力學(xué)
        3.2.2 不同粒徑、pH和共存離子對吸附的影響
        3.2.3 吸附等溫線
        3.2.4 熱力學(xué)
        3.2.5 靜態(tài)解吸實(shí)驗(yàn)
    3.3 天然菱鐵礦深度除磷機(jī)理
        3.3.1 溶解氧的影響
        3.3.2 XPS
        3.3.3 TEM
        3.3.4 FT-IR
    3.4 本章小結(jié)
第四章 熱活化菱鐵礦材料的制備及其結(jié)構(gòu)演化
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        4.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        4.1.2 吸附劑制備方法
        4.1.3 吸附劑表征方法
    4.2 結(jié)果和討論
        4.2.1 XRD表征
        4.2.2 熱重
        4.2.3 TEM
        4.2.4 比表面積和孔徑分布
    4.3 本章小結(jié)
第五章 不同熱活化菱鐵礦的吸附除磷比較
    5.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        5.1.2 測試方法
        5.1.3 振蕩吸附實(shí)驗(yàn)
    5.2 不同條件制備的菱鐵礦吸附除磷實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 不同煅燒溫度的吸附對比
        5.2.2 不同煅燒時(shí)間的吸附對比
    5.3 本章小結(jié)
第六章 最優(yōu)活化菱鐵礦吸脫附除磷性能及其機(jī)理分析
    6.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        6.1.2 測試方法
        6.1.3 靜態(tài)吸脫附實(shí)驗(yàn)
        6.1.4 吸附機(jī)理實(shí)驗(yàn)
    6.2 吸脫附除磷的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 動力學(xué)
        6.2.2 不同粒徑、pH和共存離子對吸附的影響
        6.2.3 等溫吸附線
        6.2.4 熱力學(xué)
        6.2.5 靜態(tài)解吸實(shí)驗(yàn)
        6.2.6 吸附劑材料對比
    6.3 除磷機(jī)理
        6.3.1 XPS
        6.3.2 TEM
        6.3.3 FT-IR
    6.4 本章小結(jié)
第七章 天然菱鐵礦及其活化產(chǎn)物動態(tài)柱吸脫附除磷分析
    7.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        7.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        7.1.2 測試方法
        7.1.3 動態(tài)柱裝置
        7.1.4 解吸方法
    7.2 吸附劑表征
        7.2.1 天然菱鐵礦及其活化產(chǎn)物XRD
        7.2.2 TEM
    7.3 動態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
        7.3.1 不同材料的動態(tài)吸附對比
        7.3.2 吸附容量
        7.3.3 脫附實(shí)驗(yàn)
    7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和授權(quán)專利成果



本文編號：3859135