改性沸石吸附废水中氮磷的试验研究

摘要

近年来，随着我国城市化和工业化的快速发展，水环境污染问题也愈加严重，大量氮磷含量超标的废水排入到自然水体中，对水环境造成了严重污染，并影响着人类的生活。因此越来越多的学者对高效去除水中污染物质做了大量的研究，其中一些学者发现沸石对废水中的氮磷具有明显的吸附效果，并逐渐引起人们的重视。
　　沸石独特的晶体结构，使其具有一定的吸附性能，但天然沸石的吸附能力不甚理想，因此本试验拟采用物理或化学方法进行改性试验，增大沸石的比表面积和阳离子交换容量，进而提高沸石的吸附性能。
　　根据天然沸石对水中氨氮和磷酸盐的吸附性能，绘制了Langmuir及Freundlich等温线，并对天然沸石吸附氮磷的动力学进行了研究。试验结果如下:
　　Langmuir、Freundlich拟合方程对氨氮的吸附均有较好的拟合效果，拟合相关系数均大于0.97，说明沸石对氨氮吸附是物理吸附与化学吸附并存的一个过程。在Freundlich方程中，1/n为0.423，说明沸石对氨氮有较强的吸附性能;天然沸石吸附磷酸盐的过程更符合Freundlich等温吸附模型，在Freundlich方程中1/n值为1.233，表示吸附较难进行。
　　动力学试验结果表明，天然沸石吸附氮磷过程均符合伪二级动力学拟合方程，其变化趋势基本符合“快速吸附，缓慢平衡”的特点。
　　采取盐酸改性、氢氧化钠改性、氯化钠改性、焙烧改性及复合改性沸石对含氨氮废水进行了吸附试验;镧改性、锆改性及复合改性沸石处理含磷废水，试验表明:盐酸改性和氢氧化钠改性几乎不能提高沸石吸附氨氮的能力。氯化钠改性和焙烧改性在适宜条件下均可大幅度提高氨氮吸附效果，复合改性可进一步提高沸石对氨氮的吸附性能;氯化钠质量分数为5％、煅烧温度为400℃制得的复合改性沸石，对氨氮去除率可达到74.2％。
　　天然沸石对于水样中对磷的去除效果较差，仅为10％左右。镧、锆改性沸石可大幅度提高沸石吸附磷的能力，分别为75.5％和74.4％，磷改性效果较好，对镧改性沸石再进行高温处理，可进一步提高磷去除率，此时磷去除率为86％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 水体污染现状

1．1．2 水体污染的来源分析

1．1．3 水体中氮磷的危害

1．1．4 水体脱氮技术

1．1．5 水体除磷技术

1．1．6 沸石净化水体中氮的研究现状

1．1．7 沸石净化水体中磷的研究现状

1．2 研究内容、目的及意义

1．2．1 研究内容

1．2．2 研究目的及意义

1．2．3 技术研究路线

第2章 试验内容与方法

2．1 试验材料

2．1．1 主要试验设备及仪器

2．1．2 主要试剂

2．1．3 试验样品

2．2 试验内容

2．2．1 天然沸石的改性处理

2．2．2 改性沸石的表征

2．2．3 试剂的配制

2．2．4 水中氮磷的测定方法

第3章 天然及改性沸石吸附氮磷的试验

3．1 天然沸石吸附含氨氮废水试验

3．1．1 吸附等温线

3．1．2 吸附动力学

3．1．3 天然沸石不同投加量对氨氮的吸附

3．1．4 不同pH值对天然沸石对氨氮的吸附

3．1．5 小结

3．2 改性沸石吸附含氨氮废水试验

3．2．1 盐酸改性沸石对氨氮的吸附

3．2．2 氢氧化钠改性沸石对氨氮的吸附

3．2．3 氯化钠改性沸石对氨氮的吸附

3．2．4 高温改性沸石对氨氮的吸附

3．2．5 复合改性沸石对氨氮的吸附

3．2．6 氨氮饱和沸石再生试验

3．2．7 小结

3．3 天然沸石吸附含磷废水试验

3．3．1 吸附等温线

3．3．2 吸附动力学

3．3．1 沸石不同投加量对磷的吸附

3．3．4 不同pH值对天然沸石对磷的吸附

3．3．5 小结

3．4 改性沸石吸附含磷废水试验

3．4．1 镧改性沸石对磷的吸附

3．4．2 锆改性沸石对磷的吸附

3．4．3 复合改性沸石对磷的吸附

3．4．4 磷吸附饱和沸石再生试验

3．4．5 小结

第4章 结论与建议

4．1 结论

4．2 建议

致谢

参考文献

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