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1、Fe/Mg改性生物炭去除水中氮磷的研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：陳靖指導(dǎo)教師：王濤副教授李偉民副教授專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院二O一五年五月TheStudyonremovingammonianitrogenandphosphorusinwaterbyFe/Mg-modifiedbamboocharcoalAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngi
2、neeringByChenJingSupervisedbyAssociateProf.WangTaoAssociateProf.LiWeiminSpecialty:EnvironmentalEngineering&ScienceCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要脫氮除磷對于防治水體富營養(yǎng)化意義重大，傳統(tǒng)脫氮除磷方法主要采用物理、化學(xué)法和生物法。生物法工藝雖然成本相對較低，但運(yùn)行穩(wěn)定
3、性差，受外界環(huán)境影響大。吸附法具有高效快速、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以回收氮磷資源，正受到世界各國的普遍重視。本文采用廉價(jià)易得竹炭，分別用氯化鎂、三氯化鐵溶液以及二者混合液浸泡改性進(jìn)行氨氮和磷吸附實(shí)驗(yàn)，研究最佳改性條件、改性竹炭吸附性能、動力學(xué)和等溫吸附模型。同時(shí)對改性竹炭進(jìn)行表征分析，探究了改性竹炭吸附氨氮和磷機(jī)理。得出以下主要結(jié)論：①用MgCl2和FeCl3改性原竹炭（BC）顯著提高其吸附氨氮能力，聯(lián)合改性（FMBC）比單獨(dú)改性（MBC和FBC）對吸附氨氮的能力影響更大。最佳改性竹炭對氨氮的吸附量大小依次為：BC＜MBC＜FBC＜FMBC
4、。②竹炭比表面積大小依次為BC﹥MBC﹥FBC﹥FMBC，改性后BET表面積、微孔表面積、總孔容減小，平均孔徑增大，內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)排列變得不均勻、不規(guī)則。FTIR分析發(fā)現(xiàn)改性前后竹炭具有相似的化學(xué)官能團(tuán)，如–OH、C=C、C-C、C=O、C-H、O-H、C-O、RC≡CR或HC≡CH等化學(xué)鍵。③MBC、FBC和FMBC對氨氮的吸附量隨時(shí)間變化的曲線較為類似，均在24h時(shí)基本達(dá)到吸附平衡。三者吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，表明對氨氮的吸附主要為化學(xué)吸附。MBC和FBC等溫吸附線更好地符合Langmuir等溫吸附方程，F(xiàn)MBC等溫吸附數(shù)據(jù)線與Freundl
5、ich等溫吸附方程擬合較好。顯示MBC和FBC對氨氮的吸附為單分子層吸附，而FMBC對氨氮的吸附為非均一的多分子層吸附，吸附容易進(jìn)行。④當(dāng)氨氮和磷共存時(shí)，MBC和FMBC對氨氮的吸附量均比單獨(dú)吸附時(shí)大，F(xiàn)BC對氨氮的吸附有所減少，MBC、FBC、FMBC對磷的吸附效果均較好。MBC3-和FMBC的氨氮吸附量在初始溶液NH4-N與PO4-P摩爾濃度比為1:1時(shí)最大。改性竹炭吸附氨氮和磷后XRD圖譜分析發(fā)現(xiàn)有MgNH4PO4·H2O、Mg3(PO4)2、Fe(PO3)3、Fe3(PO4)2等沉淀化合物質(zhì)附著在改性竹炭表面和孔隙內(nèi)部。⑤MBC、FBC、FMB
6、C對氨氮和磷的吸附均有較好的脫附解吸效果。附著的金屬鐵、鎂較為牢固，不易脫落，表明改性炭可以進(jìn)行再生。關(guān)鍵詞：竹炭，改性，吸附，氨氮，磷I英文摘要ABSTRACTNitrogenandphosphorusremovalisimportanttopreventeutrophication,thetraditionalmethodsarephysicalmethods,chemicalmethodsandbiologicalmethods.Althoughbiologicalmethodsislow-cost,theoperationalstability
7、ispoorandaffectedbyexternalenvironmentgreatly.Theadsorptionmethodhastheadvantagesofhighefficiency,fast,simpleoperation,nosecond-pollution.whilebecausenitrogenandphosphorusresourcescanberecycled,itisbeingwidelyattentionaroundtheworld.Inthethesisresearch,low-costandeasy-getbambooc
8、harcoalweresoakedwithMgCl2,FeCl3aswellasthetwom
