镧改性分子筛脱氮除磷实验研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高和经济的迅速发展,近年来,氮磷污染越发严重,过量的氮磷导致水体富营养化,对环境状况造成严重影响,因此控制污水中氮磷的含量成为环境工作者研究的热点。本研究将稀土镧负载到纳米级超细粉体上,使改性后分子筛同时具有脱氮除磷的效果,从而制备一种吸附容量大、使用寿命长、容易再生,使用方便的脱氮除磷吸附剂,为脱氮除磷技术提供一种新的思路。本文主要研究内容:(1)以稀土镧对纳米分子筛进行改性处理,对改性溶液的浓度,pH值,浸渍时间,活化温度及固液比等改性条件进行了确定;(2)研究了水质的变化(如pH值,污染物浓度),材料的用量,吸附时间,水中的干扰离子等脱氮除磷的影响因素;(3)对材料再生条件进行了确定(4)对分子筛的改性机理做初步的探讨,对改性材料的脱氮除磷原理做初步分析。研究结果表明:(1)浸渍改性时间为16h;活化液pH值为12;固液比1:50;在100℃烘干的条件为分子筛改性的最佳条件;(2)在原水氨氮浓度为30mg/L,磷酸盐浓度为5mg/L时,当吸附剂用量为3g/L,原水的pH值为5左右时,吸附时间大于30min,吸附效果达到最佳; (3)溶液中磷酸盐对氨氮的去除效果无明显影响,而氨氮会促进材料对磷酸盐的吸附作用,溶液中钾离子、硝态氮的存在对氨氮和磷酸盐的去除均无明显的影响,钙离子的存在对氨氮的去除有抑制作用,对磷酸盐的去除有促进作用,氟离子的存在对氨氮的去除无明显影响,与磷酸盐产生竞争吸附;(4)以碱液对材料进行再生,当再生液浓度为0.15mol/L,再生时间为4小时时能得到较好的再生效果;(5)对改性和吸附机理作了初步的探讨,改性后的材料对氨氮起主要吸附效果的是纳米分子筛所具有的离子交换性能,对磷酸盐起到吸附效果的是负载到纳米分子筛上的稀土化合物;(6)经测定拟合后,氨氮的吸附等温线符合Langmuir吸附模型,磷酸盐的吸附等温线符合多层吸附模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 氮磷污染的来源
• 1.3 氮磷的危害
• 1.4 主要处理方法
• 1.4.1 废水脱氮技术
• 1.4.2 废水除磷技术
• 1.4.3 同步脱氮除磷方法
• 1.5 实验所用材料简介
• 1.5.1 分子筛简介
• 1.5.2 稀土元素
• 1.6 改性方法
• 1.7 国内外的研究动态
• 1.7.1 吸附法脱氮除磷的研究现状
• 1.7.2 稀土元素在水处理中应用的现状
• 1.8 课题的创新之处及研究内容
• 1.8.1 研究内容
• 1.8.2 创新之处
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验所用材料
• 2.2 实验所用主要仪器
• 2.3 主要试剂
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 改性方法
• 2.4.2 实验方法
• 2.4.3 材料的分析方法
• 2.4.4 样品的测定
• 2.4.5 相关计算
• 第三章 材料改性条件的筛选与优化
• 3.1 改性溶液PH 值的确定
• 3.2 浸渍时间的确定
• 3.3 活化温度的确定
• 3.4 固液比的确定
• 3.5 改性溶液浓度的确定
• 3.6 改性条件的优化
• 第四章 改性分子筛脱氮除磷的静态吸附实验
• 4.1 材料用量对脱氮除磷效果的影响
• 4.2 原水的PH 值对材料应用效果的影响
• 4.3 吸附时间对脱氮除磷效果的影响
• 4.4 改性溶液浓度与材料用量之间的关系
• 4.5 溶液中阴阳离子共存时对各自去除效果的影响
• 4.6 阳离子存在对脱氮除磷去除效果的影响
• 4.6.1 钾离子的影响
• 4.6.2 钙离子的影响
• 4.7 阴离子的存在对脱氮除磷效果的影响
• 4.7.1 硝态氮的影响
• 4.7.2 氟离子的影响
• 4.8 改性分子筛对有机磷的吸附效果
• 4.9 改性分子筛对实际生活污水的处理效果
• 第五章 改性材料的再生
• 5.1 再生方法的选择
• 5.2 再生条件的确定
• 5.2.1 再生液浓度的确定
• 5.2.2 再生时间的确定
• 5.3 材料多次再生效果
• 5.4 吸附材料处置方法的分析
• 第六章 改性及吸附机理的初探
• 6.1 脱氮除磷各自活性物质的确定
• 6.2 吸附等温线的拟合
• 6.3 改性分子筛的XRD 分析
• 6.4 改性分子筛的IR 分析
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录