天然及改性沸石去除水中磷的試驗(yàn)研究

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1、中圖分類號(hào)：密級(jí)Ｘ７０；Ａ開(kāi)３ＵＤＣ：：本校編號(hào)續(xù)辦灸遷乂肇工程碩±學(xué)位論文論文題目；天然及改性沸石去除水中的試輪研祭．蹲＼研究生姓名：常據(jù)學(xué)號(hào)：０６１２１４４學(xué)校指導(dǎo)教師姓名；張翠玲職稱：爵憐Ｉ和企業(yè)指導(dǎo)教師姓名：；，宗李亨職稱；研穿．貫申請(qǐng)學(xué)位工程領(lǐng)域名稱；孫ｎ境和論文提交日期：２０１５０４論義答辯曰期；＿＿．２０１５，０６獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或

2、撰寫(xiě)過(guò)的研，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝么處外究成果。，也不包含獲得蘭州巧通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使巧過(guò)的材料與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名；韋．簽字日期：興Ｐ年（月日＾學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解蘭州巧通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)蘭州巧通大學(xué)可Ｊｌ，＾＾將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索并采用影印、匯編供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)、縮印或掃描等復(fù)制手段保存構(gòu)送交論文的復(fù)

3、印件和磁盤(pán)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）：學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名＾－簽字日期：月日：》皆年月日簽字日期＾ｇ／工程碩士學(xué)位論文天然及改性沸石去除水中磷的試驗(yàn)研究ExperimentalStudyonRemovingPhosphorusbyNaturalandModifiedZeolite作者姓名：黨瑞工程領(lǐng)域：環(huán)境工程研究方向：水污染控制學(xué)號(hào)：0612144校內(nèi)導(dǎo)師：張翠玲完成日期：2015.4蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外

4、因水體中營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量而引起的營(yíng)養(yǎng)富集化現(xiàn)象普遍發(fā)生，雖然在水體中的磷元素含量相對(duì)于氨氮較少，但是磷元素在海洋、湖泊的赤潮、水華等富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題當(dāng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，如何減少生活污水和工業(yè)廢水中的磷元素已經(jīng)逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究者重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本次通過(guò)吸附作用除磷，采用的試驗(yàn)為靜態(tài)吸附試驗(yàn)，吸附劑是甘肅白銀天然及改性沸石材料。論文前半部分以磷酸鹽模擬廢水為研究對(duì)象，后半部分對(duì)去除實(shí)際養(yǎng)殖廢水和地表徑流中的氮磷元素做了初步研究。對(duì)天然沸石所做的表征有電子掃描顯微鏡(SEM)、能譜儀（EDS）、比表面測(cè)定儀(BET)，分別用來(lái)確定沸石材料的組成

5、成分和測(cè)定吸附劑材料的比表面積。本文對(duì)天然及改性沸石的吸附除磷特性方面所做的研究包括以下幾個(gè)方面，首先確定以白銀天然沸石為基礎(chǔ)原料的的改性方法：利用FeCl3溶液對(duì)天然沸石進(jìn)行改性，并通過(guò)控制各種因素(焙燒溫度、焙燒時(shí)間、天然沸石的顆粒半徑、FeCl3溶液的濃度)進(jìn)一步優(yōu)化沸石改性過(guò)程的條件，確定最佳改性條件；其次，將FeCl33-改性前后沸石對(duì)磷酸根的吸附效果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)也將FeCl3改性吸附劑對(duì)磷元素(PO4)+及氮元素(NH4)的去除效果進(jìn)行對(duì)比；再研究FeCl3改性沸石在去除磷酸根的過(guò)程中容易受到的各種因素的影響，比如模擬磷廢

6、水初始濃度、靜態(tài)試驗(yàn)反應(yīng)的時(shí)間、接觸溫度、pH及FeCl3改性吸附劑投加量，獲得FeCl3改性過(guò)程的最優(yōu)條件。最后將改性后的沸石應(yīng)用到實(shí)際養(yǎng)殖廢水和降雨形成的地表徑流中氮磷的去除，考察改性沸石處理實(shí)際廢水的能力。同時(shí)利用改性前后沸石吸附劑對(duì)模擬廢水和實(shí)際廢水中氮磷的去除數(shù)據(jù)繪制反應(yīng)過(guò)程的Langmuir、Freundlich吸附等溫線，對(duì)磷酸根的去除過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)分析，探討FeCl3改性吸附劑對(duì)磷酸根的去除機(jī)理。以下為實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1)電子顯微鏡的圖片顯示沸石的表面十分粗糙并且晶體內(nèi)部存在大量的孔穴和孔隙；通過(guò)能譜儀測(cè)定天然沸石的

7、主要組成成分有鋁、硅、鐵等元素。其中，Al占總量的12.47%，F(xiàn)e占總量的13.44%，Si與Al的元素含量之比為4.13。白銀沸石顆粒的比表面2積是10.08m/g，改性后鐵的含量明顯提高。(2)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得到四種因素都對(duì)FeCl3溶液改性天然沸石的過(guò)程產(chǎn)生影響：FeCl3改性沸石對(duì)磷的吸附能力隨FeCl3溶液濃度增大而增大，隨著焙燒溫度增高卻降低，隨在焙燒時(shí)間增長(zhǎng)對(duì)磷的去除量逐漸遞增，顆粒尺寸越小產(chǎn)生的去除效果越好。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改性過(guò)程最主要的影響因素是焙燒溫度，焙燒溫度不能太高，否則會(huì)破壞沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使孔穴和孔道坍塌

8、，其次是沸石的粒徑、焙燒時(shí)間和FeCl3溶液的濃度。得到的最佳改性條件為：焙燒溫度為200℃，吸附劑粒徑為80~100目，焙燒時(shí)間是4h，F(xiàn)eCl3的濃度是4.5mol/L。-I-天然及改性沸石去除水中磷的