磷污染導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為環(huán)境治理難題,減少廢水中磷的排放是緩解富營養(yǎng)化的關(guān)鍵。陶粒吸附法由于工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低、除磷效果好,已經(jīng)成為除磷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。另外,目前環(huán)境危害性廢棄污泥產(chǎn)出量驚人且處理費(fèi)用昂貴,也同樣加重了生態(tài)環(huán)境負(fù)擔(dān)。本研究基于“變廢為寶、以廢治廢”的環(huán)境保護(hù)理念,使用污泥熱解固態(tài)殘?jiān)勰嗌锾嫉炔牧?制備了符合人工陶粒濾料標(biāo)準(zhǔn)、安全性高、磷吸附效果優(yōu)良的污泥生物碳基陶粒(SSBC),該陶粒在大規(guī)模的消納危害性廢棄污泥的同時(shí),將重金屬等有害物質(zhì)鎖定在陶粒內(nèi)部,且對(duì)水體磷污染物擁有很好的吸附活性,為同時(shí)解決污泥固體廢棄物處理與水體磷污染物去除提供了新的思路。本研究表征了污泥生物碳的理化性質(zhì),以污泥生物碳作為基礎(chǔ)材料,使用高嶺土、干污泥、硅灰輔助配合,實(shí)現(xiàn)硅鋁、熔劑組分互補(bǔ)并運(yùn)用燒失造孔的方法,制備了SSBC;設(shè)計(jì)了單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn),在綜合衡量各技術(shù)性能的情況下確定了最終焙燒工藝參數(shù)。最終焙燒工藝參數(shù)燒成的SSBC密度1.569 g/cm³、表觀密度0.972 g/cm³、堆積密度0.464 g/cm^3...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 廢水除磷研究現(xiàn)狀
        1.2.1 廢水除磷方法
        1.2.2 陶粒除磷研究進(jìn)展
    1.3 陶粒研究現(xiàn)狀
        1.3.1 陶粒發(fā)展與研發(fā)材料轉(zhuǎn)變
        1.3.2 陶粒的制備工藝與應(yīng)用
        1.3.3 固體廢棄物研制陶粒進(jìn)展
    1.4 污泥生物碳研究現(xiàn)狀
        1.4.1 生物碳的組成及制備方法
        1.4.2 污泥生物碳應(yīng)用研究進(jìn)展
        1.4.3 污泥生物碳制備陶粒現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容與研究路線
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 研究路線
第二章 污泥生物碳的制備與理化性質(zhì)表征
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)部分
        2.2.1 試驗(yàn)材料與儀器
        2.2.2 材料處理與制備方法
    2.3 污泥生物碳的性質(zhì)測(cè)定與表征方法
        2.3.1 污泥的基本性質(zhì)測(cè)定
        2.3.2 污泥生物碳的基本性質(zhì)測(cè)定
        2.3.3 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征(FESEM)
        2.3.4 能量色散X-射線譜表征(EDS)
        2.3.5 有機(jī)元素組成表征
        2.3.6 傅里葉變換紅外光譜表征(FT-IR)
        2.3.7 X-射線粉末衍射表征(XRD)
    2.4 污泥生物碳的性質(zhì)測(cè)定與表征結(jié)果
        2.4.1 污泥的基本性質(zhì)分析
        2.4.2 污泥生物碳的基本性質(zhì)分析
        2.4.3 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)
        2.4.4 能量色散X-射線譜分析(EDS)
        2.4.5 有機(jī)元素組成分析
        2.4.6 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
        2.4.7 X-射線粉末衍射分析(XRD)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 污泥生物碳基陶粒的焙燒試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)部分
        3.2.1 試驗(yàn)材料與儀器
        3.2.2 陶粒的制備方法
        3.2.3 陶粒性能測(cè)試方法
        3.2.4 焙燒材料表征方法
    3.3 焙燒材料表征結(jié)果
        3.3.1 焙燒材料微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 焙燒材料礦物成分分析
        3.3.3 焙燒材料化學(xué)組成分析
    3.4 陶粒配方的確定
        3.4.1 SSB/KL配方試驗(yàn)設(shè)置
        3.4.2 SSB/KL配方試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 SSB/KL/DSS/SF配方試驗(yàn)設(shè)置
        3.4.4 SSB/KL/DSS/SF配方試驗(yàn)結(jié)果
    3.5 焙燒工藝參數(shù)對(duì)性能的影響與優(yōu)選
        3.5.1 燒結(jié)溫度的影響與參數(shù)優(yōu)選
        3.5.2 燒結(jié)時(shí)間的影響與參數(shù)優(yōu)選
        3.5.3 預(yù)熱溫度的影響與參數(shù)優(yōu)選
        3.5.4 預(yù)熱時(shí)間的影響與參數(shù)優(yōu)選
    3.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與焙燒工藝參數(shù)終選
        3.6.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
        3.6.2 圖形分析與極差分析
        3.6.3 終選陶粒技術(shù)性能分析
    3.7 污泥生物碳基陶粒的形成機(jī)理分析
        3.7.1 污泥生物碳基陶粒膨脹收縮機(jī)理分析
        3.7.2 污泥生物碳基陶粒發(fā)氣造孔機(jī)理分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 污泥生物碳基陶粒的重金屬固化研究
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)部分
        4.2.1 試驗(yàn)試劑與儀器
        4.2.2 試驗(yàn)材料制備方法
        4.2.3 重金屬浸出毒性試驗(yàn)
        4.2.4 重金屬賦存形態(tài)提取試驗(yàn)
    4.3 污泥生物碳基陶粒表征分析
        4.3.1 宏觀形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)
        4.3.3 能量色散X-射線譜分析(EDS)
        4.3.4 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
        4.3.5 X-射線粉末衍射分析(XRD)
        4.3.6 比表面積(BET)與孔徑分析
    4.4 重金屬浸出毒性試驗(yàn)分析
        4.4.1 浸提液的選擇
        4.4.2 浸出毒性分析
    4.5 重金屬賦存形態(tài)及固化機(jī)理分析
        4.5.1 重金屬總含量分析
        4.5.2 重金屬形態(tài)變化分析
        4.5.3 污泥生物碳基陶粒重金屬固化機(jī)理分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 污泥生物碳基陶粒的磷吸附性能研究
    5.1 引言
    5.2 試驗(yàn)部分
        5.2.1 試驗(yàn)試劑與儀器
        5.2.2 材料制備與準(zhǔn)備
        5.2.3 測(cè)定與計(jì)算方法
        5.2.4 投加量對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.5 初始磷濃度對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.6 溶液pH值對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.7 共存離子對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.8 吸附溫度對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.9 吸附時(shí)間對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)
        5.2.10 吸附等溫線試驗(yàn)
        5.2.11 吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)
        5.2.12 吸附熱力學(xué)試驗(yàn)
        5.2.13 解吸試驗(yàn)
    5.3 吸附影響因子試驗(yàn)分析
        5.3.1 投加量對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
        5.3.2 初始磷濃度對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
        5.3.3 初始溶液pH對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
        5.3.4 共存離子對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
        5.3.5 吸附溫度對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
        5.3.6 吸附時(shí)間對(duì)材料吸附磷影響試驗(yàn)分析
    5.4 吸附等溫線分析
        5.4.1 Langmuir吸附等溫線模型分析
        5.4.2 Freundlich吸附等溫線模型分析
        5.4.3 Redlich-Peterson吸附等溫線模型分析
        5.4.4 Temkin吸附等溫線模型分析
        5.4.5 Dubinin-Radushkevich吸附等溫線模型分析
    5.5 吸附動(dòng)力學(xué)分析
        5.5.1 準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型分析
        5.5.2 準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型分析
        5.5.3 Elovich吸附動(dòng)力學(xué)模型分析
        5.5.4 顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型分析
        5.5.5 Bangham吸附動(dòng)力學(xué)模型分析
    5.6 吸附熱力學(xué)分析
    5.7 解吸試驗(yàn)分析
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    特色
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3803660