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《兰州理工大学》 2006年
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承德沸石处理氨氮废水研究

吴奇  
【摘要】:随着我国社会经济的迅速发展,水源氨氮污染日益严重,且呈发展趋势。氨氮是引起水体富营养化和环境污染的重要物质,氨氮浓度过高,会抑制自然硝化,引起水体缺氧,导致鱼类中毒,降低水体自净能力,所以经济有效地控制氨氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。 沸石是一族由[(Si,Al)O_4]四面体组成的、兼有架状构造的含水铝硅酸盐矿物,其晶体结构比较特殊—有许多大小均一的孔道和孔穴,而孔道和孔穴由阳离子与水分子占据。孔道中的水分子能可逆地吸附、脱附,而不破坏沸石的晶体结构,脱水后,沸石的孔穴变得空旷,可以吸附并储存大量极性分子,所以其具有吸附性能;沸石晶格中的阳离子和铝硅酸盐格架结合较弱,能可逆地被其它阳离子交换代替,同时也不破坏沸石的晶体结构,因而其具有离子交换性能。利用沸石的吸附和离子交换性能,它已广泛应用于农业、石油化工、建筑业、畜禽饲养、环境保护和能源利用等领域与合成沸石相比,天然沸石矿藏丰富,价格低廉,所以其开发利用备受关注。 针对承德县沸石的吸附性能,首先讨论了沸石吸附剂的改性方法。通过盐改性、碱热熔-碱水热改性、加热活化等方法对承德沸石进行改性处理,用模拟氨氮废水进行了吸附实验,并采用XRD和SEM对其改性效果及原因进行了分析。通过对比去除效率发现:质量分数为7%的NaCl溶液改性最适合于处理氨氮废水。同时测量了天然沸石吸附氨氮的饱和吸附容量,比较等温吸附曲线后认为,Freundlich曲线有更好的符合性。 实验测定了氨氮废水溶液中氨氮在承德沸石中的吸附动力学特性,求出了该沸石的吸附动力学曲线,并分别应用Dunwald-Wagner和Paterson公式测定得到了氨氮在该沸石颗粒中的有效扩散系数,在对比两者差别后认为在粒径为0.1mm,PH值为6.5时承德沸石有效扩散系数为9.0000×10~(-8)cm~2/s。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X703

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