富含氮磷廢水的直接排放會導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,且廢水中的氮磷又是生活生產(chǎn)不可或缺的營養(yǎng)元素,因此,從廢水中回收氮磷具有良好的環(huán)境效益和社會效益。本文以污水污泥為原料,制備兩種改性污泥生物炭以強化水中氮磷的吸附。通過單因素實驗來尋找最佳的回收條件,采用吸附等溫線模型、動力學(xué)模型等分析了改性生物炭的吸附特征,并結(jié)合X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和X射線光電子能譜(XPS)等多種表征手段探討了吸附機理。研究結(jié)果主要有:(1)利用一步水熱法制備了立方尖晶石型Mn/Al氧體-污泥生物炭(MA-SBC),用于水中磷酸鹽的吸附研究。結(jié)果表明,較未改性的生物炭,MA-SBC擁有更大的比表面積和總孔體積。在溶液初始p H為3時,MA-SBC對磷酸鹽的吸附量最大,為28.2 mg·g^-1,吸附平衡時間在36 h左右,吸附量隨著初始溶液濃度的增大而增大。吸附過程符合準二級動力學(xué)方程且吸附規(guī)律符合Langmuir吸附等溫方程。實驗數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型擬合表明MA-SBC對水中磷酸鹽的吸附主要受靜電相互作用、內(nèi)球形絡(luò)合和磷酸鋁沉淀反應(yīng)控制,且...

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【文章目錄】：
中文摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及依據(jù)
    1.2 氮磷廢水處理技術(shù)的研究進展
    1.3 市政污泥的來源、性質(zhì)和處置方式
        1.3.1 污泥的來源與性質(zhì)
        1.3.2 傳統(tǒng)污泥處置方式
        1.3.3 污泥資源化利用
    1.4 生物炭應(yīng)用于水中氮磷的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 生物炭的概念
        1.4.2 生物炭應(yīng)用于水中氮磷的研究進展
    1.5 研究意義與內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 研究創(chuàng)新點
        1.5.4 技術(shù)路線
2 實驗材料與方法
    2.1 實驗儀器及試劑
    2.2 實驗原料
    2.3 檢測與分析方法
        2.3.1 氮和磷的測定方法
        2.3.2 吸附模型
        2.3.3 生物炭材料的表征分析
3 Mn/Al氧體污泥生物炭強化水中磷酸鹽的吸附性能與機制
    3.1 引言
    3.2 Mn/Al氧體污泥生物炭的制備
    3.3 Mn/Al氧體污泥生物炭對磷酸鹽的吸附實驗
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 污泥生物炭的表征分析
        3.4.2 初始pH對吸附性能的影響
        3.4.3 接觸時間對吸附性能的影響及吸附動力學(xué)
        3.4.4 溫度對吸附性能的影響及熱力學(xué)研究
        3.4.5 吸附等溫線
        3.4.6 吸附機理
        3.4.7 Mn/Al氧體污泥生物炭的穩(wěn)定性
    3.5 本章小結(jié)
4 磁性Mg/Fe污泥生物炭對水中氮磷的同步吸附性能與機制
    4.1 引言
    4.2 磁性Mg/Fe污泥生物炭的制備
    4.3 磁性Mg/Fe污泥生物炭對氮磷的同步吸附實驗
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 污泥生物炭的表征分析
        4.4.2 初始pH對吸附性能的影響
        4.4.3 投加量對吸附性能的影響
        4.4.4 接觸時間對吸附性能的影響及吸附動力學(xué)
        4.4.5 共存離子對吸附的影響
        4.4.6 吸附機理
    4.5 本章小結(jié)
5 磁性Mg/Fe污泥生物炭應(yīng)用于尿液廢水中氮磷同步回收的性能研究
    5.1 引言
    5.2 模擬尿液的配置
    5.3 磁性Mg/Fe污泥生物炭對尿液中氮磷的回收實驗
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 稀釋倍數(shù)對回收的影響
        5.4.2 初始pH對回收的影響
        5.4.3 接觸時間對回收的影響及動力學(xué)分析
        5.4.4 溫度對回收的影響
        5.4.5 反應(yīng)后Mg/Fe污泥生物炭的肥性分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望與建議
參考文獻
攻讀學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號：3734745