本文關(guān)鍵詞：污水廠尾水吸附法同步脫氨除磷工藝研究

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【摘要】：氮磷的超標(biāo)排放是水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化的主要因素之一,對污水廠尾水中氮磷的深度處理是防止水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生的根本的途徑。本文采用原位負(fù)載的方法,制備了羥基鐵氧化物改性沸石(Fe-Zeolite)和鐵錳氧化物改性沸石(FMBO-Zeolite),并用于對氨氮(NH4+)和正磷酸鹽(PO43-)的同步吸附去除,系統(tǒng)研究了NH4+和PO43-在改性沸石表面的吸附行為和作用機(jī)制,在動(dòng)態(tài)脫氨除磷工藝研究基礎(chǔ)上,提出了一套基于改性沸石的污水廠尾水同步脫氨除磷工藝設(shè)計(jì)。取得的具體成果有：靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Fe-Zeolite對磷的吸附量是天然沸石的32倍,FMBO-Zeolite對磷的吸附量為天然沸石的41倍。兩種改性沸石對氨氮的吸附與天然沸石吸附量相近,且有較寬的pH適用范圍。SiO32-與AsO43-對磷的吸附造成一定減損。準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)能較好的描述Fe-Zeolite及FMBO-Zeolite對磷以及氨氮的吸附過程。Langmuir模型對鐵改性沸石吸附磷的等溫線擬合較好,最高吸附量為2.92 mg/g；Freundlich模型對鐵錳改性沸石吸附磷的等溫線擬合較好,最高吸附量為3.70 mg/g。Freundlich模型對兩種改性沸石吸附氨氮的過程擬合的相關(guān)性系數(shù)更高,最高吸附量分別達(dá)到16.85 mg/g (Fe-Zeolite),17.84 mg/g (FMBO-Zeolite)。Fe-Zeolite及FMBO-Zeolite對磷和氨氮的吸附是自發(fā)的、吸熱過程。動(dòng)態(tài)吸附運(yùn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對于氨氮和總磷初始濃度分別為15 mg/L和1 mg/L的污染水,Fe-zeolite和FMBO-Zeolite吸附柱均能對氨氮和磷進(jìn)行有效地同步去除,且吸附過程不會(huì)對溶液pH造成顯著影響；吸附飽和后,兩個(gè)吸附柱均可進(jìn)行有效的原位負(fù)載再生,再生后對磷的去除效果有所增加,對氨氮的去除效果影響不大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計(jì)了一套基于改性沸石的污水廠尾水同步脫氨除磷工藝系統(tǒng),設(shè)計(jì)處理水量6000 m3/d,設(shè)計(jì)進(jìn)水氨氮濃度15mg/L,總磷濃度1 mg/L,設(shè)計(jì)出水氨氮濃度2.0 mg/L,總磷0.4 mg/L。
【關(guān)鍵詞】：尾水 脫氨除磷 改性沸石 水合金屬氧化物
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 氮磷污染現(xiàn)狀9
• 1.2 廢水中氮磷的處理技術(shù)9-13
• 1.2.1 含磷廢水的處理技術(shù)9-11
• 1.2.2 水中氨氮的處理技術(shù)11-12
• 1.2.3 同步脫氨除磷處理技術(shù)12-13
• 1.3. 沸石的基本性質(zhì)及其在水處理中的應(yīng)用13-14
• 1.3.1 沸石對陽離子的去除作用13-14
• 1.3.2 沸石對陰離子的去除作用14
• 1.4 金屬及其氧化物在水處理中的應(yīng)用14-16
• 1.4.1 鐵及其氧化物在水處理中的應(yīng)用14-15
• 1.4.2 鋁及其氧化物在水處理中的應(yīng)用15
• 1.4.3 錳及其氧化物在水處理中的應(yīng)用15-16
• 1.4.4 鐵錳復(fù)合氧化物在水處理中的應(yīng)用16
• 1.5 課題選題意義及主要內(nèi)容16-18
• 1.6 技術(shù)路線18-19
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法19-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器19-20
• 2.2 吸附劑制備方法20
• 2.3 改性沸石除磷實(shí)驗(yàn)方法20-21
• 2.4 改性沸石去除氨氮實(shí)驗(yàn)方法21-22
• 2.5 動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)模型以及方程22-23
• 2.5.1 動(dòng)力學(xué)模型22-23
• 2.5.2 熱力學(xué)模型23
• 2.6 同步脫氨除磷動(dòng)態(tài)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)方法23-24
• 2.7 材料表征方法24-25
• 3 改性沸石制備優(yōu)化與表征25-34
• 3.1 負(fù)載液pH對磷吸附效果的影響25
• 3.2 負(fù)載液pH對氨氮吸附效果的影響25-26
• 3.3 負(fù)載液濃度對磷吸附效果的影響26-27
• 3.4 負(fù)載液濃度對氨氮吸附效果的影響27
• 3.5 改性沸石表征27-33
• 3.5.1 掃描電子顯微鏡28-29
• 3.5.2 X射線能能量色散光譜儀29-30
• 3.5.3 紅外光譜圖30-31
• 3.5.4 低溫液氮吸附-脫附分析31-32
• 3.5.5 X射線衍射32-33
• 3.6 小結(jié)33-34
• 4 改性沸石脫氨除磷效能研究34-54
• 4.1 改性沸石吸附除磷影響因素研究34-37
• 4.1.1 溶液pH對改性沸石除磷效果的影響34
• 4.1.2 共存離子對改性沸石除磷效果的影響34-36
• 4.1.3 吸附劑投量對磷吸附效果的影響36-37
• 4.2 改性沸石吸附除磷動(dòng)力學(xué)研究37-40
• 4.2.1 吸附除磷動(dòng)力學(xué)及模型模擬37-38
• 4.2.2 顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型模擬38-40
• 4.3 改性沸石吸附除磷熱力學(xué)研究40-43
• 4.3.1 吸附等溫線研究40-42
• 4.3.2 吸附熱力學(xué)研究42-43
• 4.4 改性沸石吸附除氨影響因素研究43-52
• 4.4.1 溶液pH對改性沸石除氨效果的影響43-44
• 4.4.2 吸附除氨動(dòng)力學(xué)及模型模擬44-47
• 4.4.3 顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型模擬47-49
• 4.4.4 吸附等溫線研究49-51
• 4.4.5 吸附熱力學(xué)研究51-52
• 4.5 小結(jié)52-54
• 5 改性沸石同步脫氨除磷動(dòng)態(tài)運(yùn)行工藝研究54-63
• 5.1 吸附柱出水pH變化54-55
• 5.2 HRT對同步脫氨除磷效果的影響55-56
• 5.3 污染物沿吸附柱沿基質(zhì)層變化56-58
• 5.4 吸附柱連續(xù)運(yùn)行穿透曲線的研究58
• 5.5 吸附柱再生方法研究58-61
• 5.6 小結(jié)61-63
• 6 基于鐵錳改性沸石的6000 m~3/d尾水脫氨除磷工程設(shè)計(jì)63-71
• 6.1 工程技術(shù)方案63
• 6.2 工藝流程63-65
• 6.2.1 工藝流程圖64
• 6.2.2 工藝計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)模型64
• 6.2.3 脫氨除磷設(shè)備工藝設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算64-65
• 6.3 工藝設(shè)備說明65-67
• 6.4 工藝設(shè)計(jì)圖67-68
• 6.5 系統(tǒng)報(bào)價(jià)68-70
• 6.5.1 設(shè)備預(yù)算68
• 6.5.2 人工及運(yùn)行管理費(fèi)用68-70
• 6.6 工程運(yùn)行管理與檢測70
• 6.6.1 運(yùn)行操作70
• 6.7 小結(jié)70-71
• 7 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 個(gè)人簡介79-80
• 導(dǎo)師簡介80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要成果81-82
• 致謝82

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本文編號：832306