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《河北科技大学》 2018年
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片沸石对含氨废水的吸附研究

靳薛凯  
【摘要】:近年来,随着社会经济的迅速发展,氨氮污染物排放量逐渐增加,水体富营养化和环境污染日益严重,较高浓度的含氨废水使常规生物处理工艺受到限制。沸石是中国较为丰富的非金属矿藏资源,分布广泛且廉价易得,因其特有的结构而表现出吸附、离子交换等性能,目前将其应用于含氨废水的净化处理已成为人们的关注热点。本研究选取河北片沸石为吸附材料,以氨氮废水为研究对象,通过静态和动态吸附试验,研究天然和改性片沸石对高氨氮的吸附性能。运用正交、单因素分析法对片沸石的改性和再生条件进行优化,采用扫描电镜(SEM)、BET比表面积测试法、X射线衍射(XRD)、红外光谱分析仪(FTIR)对天然、改性和再生后沸石进行结构表征。同时,利用吸附动力学、热力学、等温曲线探讨天然和改性片沸石对氨氮的吸附机理。研究结果表明:1)当片沸石投加量为5g,pH为5,转速200r/min,反应时间210min时,对氨氮的吸附量为8.5mg/g。天然片沸石对NH_4~+的吸附较符合准二级动力学方程,且与Freundlich吸附等温线拟合较好。2)通过单因素分析法,得出盐改性方法中NaCl对氨氮去除效率较高。在粒径300~600μm,40℃下,经NaCl浓度为1mol/L的溶液静态反应10h后即可制得钠型片沸石。其投加量为2.5g,pH为6~8,反应时间为180min,氨氮初始浓度约500mg/L时,钠型片沸石对氨氮的吸附量为17.39mg/g。天然与钠型片沸石均与准二级动力学方程拟合较好,钠型片沸石对氨氮的吸附符合Langmuir等温线。动态试验中最佳停留时间为30min。3)氢氧化钠再生剂对饱和片沸石处理效果较好,反应时间为3h,NaOH浓度为0.1mol/L,固液比为5:100时可制得再生片沸石。当再生片沸石投加量为5g/100ml、于中性偏酸的溶液中反应150min时,对氨氮平均去除率为91%。通过重复再生试验得出,饱和片沸石每经再生一次,对氨氮的去除率及吸附量均可恢复原有值。以上试验结果表明,天然片沸石对氨氮废水处理效果较为理想,通过改性和再生,既可保持沸石原有的骨架结构,还可在相近去除率时降低沸石的投加量。沸石的再生为沸石的回收利用提供了较好的数据及理论依据。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X703;O647.3

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