本文關(guān)鍵詞：水源突發(fā)氨氮污染的應(yīng)急處理技術(shù)研究

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【摘要】：水是人們賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),近年來水污染事故時(shí)有發(fā)生,給人們的飲水安全帶來了嚴(yán)重的威脅。水源突發(fā)性氨氮污染問題,是城市供水廠面臨的重要課題和難題。因此,研究應(yīng)對突發(fā)氨氮污染事故的應(yīng)急處理技術(shù),對于防治城市供水廠突發(fā)性氨氮污染,保障人們飲用水安全具有重大的意義。現(xiàn)有的生物處理法在污染突發(fā)時(shí)無法緊急啟動,微生物培養(yǎng)和管理難度大；化學(xué)法容易產(chǎn)生二次污染；而物化法具有快速有效、簡單易行、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。天然沸石對氨氮具有很好的選擇性吸附,以沸石作為供水廠突發(fā)性氨氮污染的應(yīng)急技術(shù)具有安全和無二次污染等優(yōu)點(diǎn),有重要的意義和應(yīng)用前景。本課題用微波和氯化鈉(NaCl)對顆粒狀天然沸石進(jìn)行改性,以實(shí)驗(yàn)室模擬的氨氮污染水源水為處理對象,通過單因素試驗(yàn)探究了粒徑、投加量、pH、時(shí)間和初始濃度對去除氨氮效果的影響,進(jìn)行了吸附動力學(xué)模型和等溫吸附模型擬合,結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù),分析探討了天然沸石和改性沸石吸附氨氮的機(jī)理和吸附特性,得到以下結(jié)論：(1)天然沸石去除氨氮的試驗(yàn)結(jié)果表明,最佳試驗(yàn)條件為天然沸石粒徑為0.5-1.0mm,投加量6.0 g,pH為6.5,反應(yīng)時(shí)間60 min,此時(shí)天然沸石對濃度為10mg/L的氨氮溶液去除效果最好,去除率為34.54%,處理后的剩余氨氮濃度為6.55 mg/L。(2)改性沸石對氨氮去除能力順序依次為：NaCl+微波改性沸石(N+MZ)NaCl沸石(NZ)微波+NaCl改性沸石(M+NZ)微波NaCl同時(shí)改性沸石(M-NZ)微波改性沸石(MZ)天然沸石(Z)。其中天然沸石先用NaCl溶液后用微波改性效果最佳,去除率為87.76%,處理后溶液剩余氨氮濃度降低至1.22 mg/L(3)pH的大小直接影響改性沸石對氨氮的去除效果,pH太高或太低都不利于改性沸石對氨氮的去除,合適的pH值為6.5。(4)天然沸石和改性沸石對氨氮的吸附過程均符合“快速吸附,緩慢平衡”的特點(diǎn),經(jīng)過NaCl溶液充分改性后的沸石更快達(dá)到吸附平衡。準(zhǔn)二級反應(yīng)動力模型最適合反映天然沸石和改性沸石對氨氮的吸附過程,該過程不單單是顆粒間擴(kuò)散控制的,而是受到多個步驟控制的。(5)隨著氨氮初始濃度的增加,天然沸石和改性沸石對氨氮的等溫吸附曲線變化趨勢相同。Freundlich模型比Langmuir模型能更好的擬合實(shí)際的吸附過程,具有更高的相關(guān)系數(shù)。(6)通過改性前后沸石的性能進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),COD、磷和陽離子的存在對經(jīng)過NaCl充分改性的沸石去除氨氮的影響較小,對未經(jīng)NaCl充分改性的沸石去除氨氮的影響較大。陽離子對天然沸石去除氨氮的影響大于NaCl+微波改性沸石,影響程度大小分別為Mg2+Ca2+K+。
【關(guān)鍵詞】：突發(fā)性水源污染 應(yīng)急處理技術(shù) 氨氮 沸石
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 課題研究背景14-17
• 1.1.1 我國水環(huán)境現(xiàn)狀14-16
• 1.1.2 水污染突發(fā)事件簡述16-17
• 1.2 我國水源水質(zhì)氨氮污染現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 氨氮的來源與危害17-19
• 1.2.2 氨氮在飲用水中的限值19-20
• 1.3 國內(nèi)外氨氮應(yīng)急處理技術(shù)20-24
• 1.3.1 物化法20-23
• 1.3.1.1 吸附法20-21
• 1.3.1.2 膜分離技術(shù)21
• 1.3.1.3 離子交換技術(shù)21-22
• 1.3.1.4 化學(xué)沉淀法22-23
• 1.3.1.5 折點(diǎn)加氯法23
• 1.3.2 生物法23-24
• 1.4 課題研究目的和意義及主要內(nèi)容24-26
• 1.4.1 研究目的和意義24
• 1.4.2 研究內(nèi)容24-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及分析方法26-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、材料與藥品26-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器26-27
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)分析方法27-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑的配制27-28
• 2.2.2 氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制28-29
• 2.2.3 數(shù)據(jù)的計(jì)算處理29-30
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟30-31
• 第三章 試驗(yàn)方法與原理31-34
• 3.1 天然沸石去除氨氮的試驗(yàn)研究31-32
• 3.1.1 沸石粒徑和投加量對沸石去除氨氮效果的影響31
• 3.1.2 pH對沸石去除氨氮效果的影響31
• 3.1.3 時(shí)間對沸石去除氨氮效果的影響31-32
• 3.1.4 氨氮濃度對沸石去除氨氮效果的影響32
• 3.2 改性沸石的制備試驗(yàn)32-34
• 3.2.1 微波改性沸石制備實(shí)驗(yàn)32
• 3.2.2 NaCl改性沸石制備實(shí)驗(yàn)32
• 3.2.3 微波NaCl同時(shí)改性沸石制備實(shí)驗(yàn)32-33
• 3.2.4 微波+NaCl改性沸石制備實(shí)驗(yàn)33
• 3.2.5 NaCl+微波改性沸石制備實(shí)驗(yàn)33-34
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論34-48
• 4.1 天然沸石實(shí)驗(yàn)結(jié)果34-37
• 4.1.1 沸石粒徑和投加量對天然沸石去除氨氮效果的影響34-35
• 4.1.2 pH對天然氨氮去除氨氮效果的影響35-36
• 4.1.3 反應(yīng)時(shí)間對天然沸石去除氨氮效果的影響36
• 4.1.4 氨氮濃度對天然沸石去除氨氮效果的影響36-37
• 4.2 改性沸石試驗(yàn)結(jié)果37-43
• 4.2.1 微波和NaCl改性條件的確定37-38
• 4.2.2 投加量對改性沸石去除氨氮的影響38-39
• 4.2.3 pH對改性沸石去除氨氮的影響39-41
• 4.2.4 反應(yīng)時(shí)間對改性沸石去除氨氮的影響41-42
• 4.2.5 氨氮濃度對改性沸石去除氨氮的影響42-43
• 4.3 沸石性能的實(shí)驗(yàn)研究43-46
• 4.3.1 COD、磷對沸石去除氨氮的影響43-44
• 4.3.2 陽離子對沸石去除氨氮的影響44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-48
• 第五章 沸石對氨氮的吸附動力學(xué)和等溫吸附模型分析48-57
• 5.1 吸附動力學(xué)模型擬合分析48-51
• 5.1.1 Lagergren準(zhǔn)一級動力學(xué)方程49-50
• 5.1.2 準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)50-51
• 5.1.3 顆粒內(nèi)擴(kuò)散動力學(xué)模型51
• 5.2 等溫吸附模型擬合分析51-54
• 5.2.1 Langmuir等溫吸附52-53
• 5.2.2 Freundlich等溫吸附53-54
• 5.3 沸石SEM分析54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文65-67
• 致謝67

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本文編號：531858