膨润土与粉煤灰处理污水二级出水中磷的试验研究

摘要

磷超标是导致水体富营养化问题的主要原因,如何有效地控制排入水体中磷含量成为亟待解决的问题。本论文通过静态试验研究天然膨润土和粉煤灰对水中磷去除效果,从而探索出除磷的优良吸附材料和新工艺。论文对膨润土、粉煤灰吸附磷的性能、机理、影响因素、动力学进行了静态试验研究;为了解决膨润土、粉煤灰不易泥水分离问题,对制备的壳聚糖负载吸附剂以及吸附与混凝联用进行了除磷的静态试验研究。结果表明:1)膨润土、粉煤灰、壳聚糖负载膨润土对磷的吸附效果较好,影响三者除磷的主要影响因素有投加量、吸附时间、振荡强度、pH、氨氮,通过多因素正交试验得出了除磷的主次影响因素和最佳反应条件。三种吸附剂对磷的吸附行均符合Langmuir等温吸附模式;三种吸附剂的吸附动力学过程均符合准二级反应动力学模型;壳聚糖负载膨润土后易于泥水分离。2)吸附与混凝联用表明:粉煤灰与PFS联用除磷效果较好。对于2mg·L-1初始磷溶液,反应时间30min、粉煤灰投加量20g·L-1、PFS投加量30mg·L-1、振荡强度100r·min-1、pH中性、无氨氮存在时磷去除率为75.85％;氨氮存在对磷去除率具有一定的促进作用;对于4mg·L-1初始磷溶液,通过正交试验得出影响磷去除效果的因素主次关系为PFS投加量>粉煤灰投加量>氨氮浓度。3)通过技术经济分析比较,粉煤灰和PFS联用既能有效除磷又能实现泥水分离,且药剂成本最低,值得推广应用。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题依据

1.2 水体中磷的来源及其对环境的危害性

1.2.1 磷的来源

1.2.2 含磷废水对环境的危害

1.3 污水除磷技术国内外研究现状及存在的问题

1.4 研究目的及意义

1.5 研究内容及创新点

1.5.1 研究内容

1.5.2 创新点

2 吸附原理及吸附剂概况

2.1 吸附原理

2.2 吸附剂概况

2.2.1 膨润土特性及在水处理中应用研究现状

2.2.2 粉煤灰特性及在水处理中应用研究现状

2.2.3 壳聚糖特性及在水处理中应用研究现状

3 试验设备材料及分析方法

3.1 试验设备

3.2 试验材料

3.3 分析方法

4 天然膨润土去除水中磷特性研究

4.1 天然膨润土去除水中磷的单因素试验研究

4.1.1 投加量对磷去除效果影响

4.1.2 吸附时间对磷去除效果影响

4.1.3 振荡强度对磷去除效果影响

4.1.4 pH对磷去除效果影响

4.1.5 氨氮存在时对磷去除效果影响

4.2 吸附等温线及吸附动力学研究

4.2.1 吸附等温线拟合

4.2.2 吸附动力学拟合

4.3 多因素正交试验研究

4.4 本章小结

5 天然粉煤灰去除水中磷特性研究

5.1 天然粉煤灰去除水中磷的单因素试验研究

5.1.1 投加量对磷去除效果影响

5.1.2 吸附时间对磷去除效果影响

5.1.3 振荡强度对磷去除效果影响

5.1.4 pH对磷去除效果影响

5.1.5 氨氮存在时对磷去除效果影响

5.2 吸附等温线及吸附动力学研究

5.2.1 吸附等温线拟合

5.2.2 吸附动力学拟合

5.3 多因素正交试验研究

5.4 本章小结

6 壳聚糖负载吸附剂去除水中磷特性研究

6.1 壳聚糖负载吸附剂的制备及初探试验研究

6.2 壳聚糖负载膨润土去除水中磷的单因素试验研究

6.2.1 壳聚糖与膨润土质量比对磷去除效果影响

6.2.2 吸附时间对磷去除效果影响

6.2.3 投加量对磷去除效果影响

6.2.4 振荡强度对磷去除效果影响

6.2.5 pH对磷去除效果影响

6.2.6 氨氮存在时对磷去除效果影响

6.3 吸附等温线及动力学方程拟合

6.3.1 吸附等温线拟合

6.3.2 吸附动力学方程拟合

6.4 多因素正交试验研究

6.5 本章小结

7 吸附与混凝联用去除水中磷特性研究

7.1 吸附与混凝联用初探试验研究

7.2 粉煤灰与PFS联用去除水中磷的单因素试验研究

7.2.1 PFS投加量对磷去除效果影响

7.2.2 粉煤灰投加量对磷去除效果影响

7.2.3 振荡强度对磷去除效果影响

7.2.4 PFS投加点对磷去除效果影响

7.2.5 pH对磷去除效果影响

7.2.6 氨氮存在时对磷去除效果影响

7.3 不同磷初始浓度粉煤灰与PFS投加量

7.4 多因素正交试验研究

7.5 本章小结

8 技术经济分析

9 结论及展望

9.1 结论

9.2 展望

参考文献

作者简历

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