發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 02:07

  本文關(guān)鍵詞：鑭改性凹凸棒土對(duì)模擬富營(yíng)養(yǎng)化水體中磷的去除研究

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【摘要】：粘土對(duì)水體中磷的吸附在處理富營(yíng)養(yǎng)化水體的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。澳大利亞Phoslock Water Solutions LTD公司生產(chǎn)的鎖磷劑(鑭改性蒙脫土)在治理富營(yíng)養(yǎng)化水體方面應(yīng)用廣泛且效果顯著。結(jié)合江蘇惠達(dá)礦業(yè)科技有限公司生產(chǎn)脫色劑的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝,制備了鑭改性酸化凹凸棒土(La-H-ATP)與鑭改性非酸化凹凸棒土(La-ATP),并對(duì)La-ATP、La-H-ATP對(duì)磷酸鹽的吸附性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。比較了La-ATP、La-H-ATP在不同水化學(xué)條件下吸附能力,分析了其對(duì)底泥磷釋放的覆蓋法控制效果。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、N2低溫吸附-脫附、X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、X射線熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子體光譜(ICP)等技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行表征、研究。結(jié)果表明本論文所用凹凸棒土礦物品相好,結(jié)晶度高,棒狀結(jié)構(gòu)清晰,含有一定量的鈣、鐵等雜質(zhì)離子。制備所得La-ATP和La-H-ATP比表面積分別為82.40 m2/g和107.84 m2/g。XRF和ICP數(shù)據(jù)表明,La-ATP中的鑭元素負(fù)載量(22.9 mg/g)高于La-H-ATP中的鑭元素負(fù)載量(8.0 mg/g)。吸附試驗(yàn)表明中性條件下的La-ATP的最大吸附容量為12.08 mg/g, La-H-ATP為12.38mg/g。高溫有利于La-ATP和La-H-ATP對(duì)磷的吸附,高溫(35℃)時(shí)La-ATP、La-H-ATP的最大吸附平衡量qe均約是低溫(10℃)時(shí)的2倍。在各個(gè)不同溫度條件下,當(dāng)溶液中磷酸根濃度一定時(shí),La-ATP的吸附量均大于La-H-ATP。動(dòng)力學(xué)研究表明La-ATP和La-H-ATP的吸附更加契合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,La-ATP和La-H-ATP的吸附速率常數(shù)分別為0.0415 g·mg-1·min-1和0.0316 g·mg-1min-1。在酸性條件下,La-ATP的吸附量略高于La-H-ATP。鑭改性凹凸棒土吸附劑對(duì)磷酸根具有選擇性吸附,氯離子、硝酸根、硫酸根、碳酸根均對(duì)吸附無(wú)明顯影響。覆蓋材料用量越大,越有利于其對(duì)底泥磷的釋放抑制。當(dāng)覆蓋材料用量為0.75 g/L, La-H-ATP對(duì)底泥磷釋放抑制率為71.43%,La-ATP為85.71%。25℃條件下,對(duì)于無(wú)覆蓋材料的實(shí)驗(yàn)而言,底泥磷的釋放在20天左右時(shí),磷酸鹽的釋放基本達(dá)到最大為0.34 mg/L。同樣,在25天時(shí),吸附劑La-H-ATP、La-ATP對(duì)底泥磷的抑制也達(dá)到平衡,此時(shí)對(duì)于覆蓋材料為L(zhǎng)a-H-ATP時(shí),上覆水體中磷酸鹽的濃度為0.091 mg/L,對(duì)于La-ATP,磷酸鹽濃度為0.042 mg/L。底泥磷在溫度越高的情況下,釋放速率越快。在10℃、25℃和35℃條件下,La-ATP和La-H-ATP對(duì)底泥磷的釋放均有一定的抑制效果。且La-ATP對(duì)底泥磷的釋放抑制效果優(yōu)于La-H-ATP。通過(guò)本論文研究,鑭改性凹凸棒土材料在富營(yíng)養(yǎng)化水體處理領(lǐng)域具有應(yīng)用可行性,并且,在制備鑭改性凹凸棒土吸附劑時(shí),工業(yè)生產(chǎn)中無(wú)需酸洗這一工藝過(guò)程。
【關(guān)鍵詞】：凹凸棒土 鑭改性 吸附 磷酸鹽
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象與水體中的磷的關(guān)系13-15
• 1.1.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化概述13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)湖泊水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀13-14
• 1.1.3 水體富營(yíng)養(yǎng)化與磷的關(guān)系14-15
• 1.2 富營(yíng)養(yǎng)化水體控磷技術(shù)15-17
• 1.2.1 上覆水體除磷技術(shù)15-16
• 1.2.2 底泥控磷技術(shù)16-17
• 1.3 凹凸棒土簡(jiǎn)介17-19
• 1.3.1 凹凸棒土材料概述17-18
• 1.3.2 凹土在環(huán)境污染治理方面的吸附研究18-19
• 1.4 鑭改性物質(zhì)在除磷方面的應(yīng)用19-21
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和意義21-23
• 第二章 鑭改性凹土吸附劑的制備及表征23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 研究?jī)?nèi)容23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分24-26
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料、藥品和儀器設(shè)備24-25
• 2.3.2 鑭改性凹土實(shí)驗(yàn)25
• 2.3.3 表征方法25-26
• 2.4 結(jié)果分析與討論26-32
• 2.4.1 微觀形貌26-27
• 2.4.2 比表面積27-28
• 2.4.3 粉末X射線衍射28-29
• 2.4.4 傅立葉紅外光譜29-30
• 2.4.5 X射線熒光光譜30-31
• 2.4.6 電感耦合等離子體光譜31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 鑭改性凹土對(duì)上覆水體磷吸附性能研究33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 研究?jī)?nèi)容33-34
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分34-39
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料、藥品和儀器設(shè)備34-35
• 3.3.2 磷酸根的檢測(cè)方法35-36
• 3.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)36-39
• 3.4 結(jié)果與討論39-51
• 3.4.1 ATP、La-ATP和La-H-ATP對(duì)磷吸附性能比較39-40
• 3.4.2 La-ATP和La-H-ATP用量對(duì)吸附效果的影響40-41
• 3.4.3 La-ATP和La-H-ATP的吸附等溫線研究41-43
• 3.4.4 溫度對(duì)吸附效果的影響43-44
• 3.4.5 La-ATP和La-H-ATP吸附動(dòng)力學(xué)研究44-47
• 3.4.6 溶液pH值對(duì)吸附效果的影響47-48
• 3.4.7 水中共存離子對(duì)吸附效果的影響48-49
• 3.4.8 不同pH條件下吸附劑脫附效果研究49-50
• 3.4.9 相關(guān)吸附機(jī)理討論50-51
• 3.5 本章小節(jié)51-53
• 第四章 鑭改性凹土對(duì)底泥磷的抑制研究53-64
• 4.1 引言53
• 4.2 研究?jī)?nèi)容53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)部分53-56
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料、藥品和儀器設(shè)備53-54
• 4.3.2 底泥總磷以及上覆水體中磷的檢測(cè)54
• 4.3.3 吸附實(shí)驗(yàn)54-56
• 4.4 結(jié)果與討論56-62
• 4.4.1 底泥中總磷含量56-57
• 4.4.2 La-ATP和La-H-ATP用量對(duì)底泥磷釋放到上覆水體影響57-58
• 4.4.3 時(shí)間對(duì)底泥磷釋放抑制效果影響58-59
• 4.4.4 溫度對(duì)底泥磷釋放抑制效果影響59-62
• 4.5 本章小節(jié)62-64
• 第五章 研究結(jié)論與展望64-67
• 5.1 研究結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取的成果76-77
• 致謝77-78

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