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《北京化工大学》 2011年
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人工湿地填料基质去除氨氮和磷最优配比及影响因素研究

赵发敏  
【摘要】:人工湿地污水处理技术具有高效低耗、N、P去除功能等优点己逐渐被世界各国所重视,人工湿地对氨氮和磷的去除基质起到主要的作用,所以本文通过实验研究了几种常用来作为人工湿地基质的基质材料对氨氮和磷的吸附去除效果,并选择其吸附效果最好的三种基质进行一定比例的组合,从而选择去除氨氮和总磷的最优基质配比。实验表明:沸石、柱状炭和粉煤灰是对氨氮吸附效果最好的三种基质,质量比例为3:1:1混合在48小时时对氨氮的吸附去除效果最好,达到88.55%,与沸石单独吸附相比氨氮去除率提高了10.45%;石灰石、沸石和粉煤灰是对磷吸附效果最好的三种基质,以质量比例1:3:1混合时对磷的去除率最好,达到79.68%。影响因素实验结果表明:pH值5-7时氨氮的去除率达到88%以上,当pH值大于7或小于5时,氨氮的去除率迅速下降;pH值对吸附除磷最优配比的影响不明显;当葡萄糖的浓度为0.10mg/L时,氨氮的去除率为28.88%,与空白液相比降低了56.62%;当草酸的浓度为0.2mg/L时,与空白样相比氨氮的去除提高了6.5%,当柠檬酸浓度在0.05mg/L时氨氮的去除率下降了43.4%;随着草酸和柠檬酸浓度的增加磷的去除率下降,且最大分别下降66.6%和70.4%,葡萄糖对最优配比去除磷影响不明显;随着Cr、SO42-和NO3-浓度的增加氨氮的去除率降低,8O42-浓度的增加,磷的吸附去除率迅速下降,而Cl-和NO3-对最优配比吸附除磷有一定的促进作用,一定浓度时磷去除率分别提高了8.7%和8.9%。 吸附氨氮最优基质配比组合随着溶液氨氮浓度由20mg/L增加到25mg/L和30mg/L,吸附量由2.75mg/g增加到3.25mg/g和3.31mg/;随着温度的升高吸附氨氮的最优配比的对氨氮的吸附量增大,且在较高温度时在短时间内达到吸附平衡。 吸附除磷最优配比同样随着磷浓度的增加吸附量增加,溶液初始磷浓度从5mg/L增加到10mg/L和15mg/L时,磷的最终吸附量由7.36mg/g增加到12.02mg/g和16.73mg/g,分别增加了4.66mg/g和9.37mg/g;温度对吸附除磷的影响表明:在35℃时,达到吸附平衡后,最优配比对磷的吸附量为13.01mg/g,比5℃、15℃和25℃条件下吸附量9.80mg/g、10.70mg/g和12.02mg/g增加3.21mg/g、2.31mg/g和0.99mg/g。 准二级动力学比一级动力学更好的描述了两种最优配比对氨氮和磷的吸附动力学过程,相关系数都达到0.9以上;两种最优配比吸附除氨氮和磷热力学表明:它们的吸附过程中△G00,△H00,两种最优配比吸附除氨氮和磷都是一个自发作用的过程。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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