天然及改性沸石去除水中磷的試驗研究

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1、中圖分類號：密級Ｘ７０；Ａ開３ＵＤＣ：：本校編號續(xù)辦灸遷乂肇工程碩±學位論文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)學號：０６１２１４４學校指導教師姓名；張翠玲職稱：爵憐Ｉ和企業(yè)指導教師姓名：；，宗李亨職稱；研穿．貫申請學位工程領域名稱；孫ｎ境和論文提交日期：２０１５０４論義答辯曰期；＿＿．２０１５，０６獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進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、撰寫過的研，除了文中特別加Ｗ標注和致謝么處外究成果。，也不包含獲得蘭州巧通大學或其他教育機構的學位或證書而使巧過的材料與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名；韋．簽字日期：興Ｐ年（月日＾學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解蘭州巧通大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權蘭州巧通大學可Ｊｌ，＾＾將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索并采用影印、匯編供查閱和借閱。同意學校向國家有關部口或機、縮印或掃描等復制手段保存構送交論文的復

3、印件和磁盤。（保密的學位論文在解密后適用本授權說明）：學位論文作者簽名：導師簽名＾－簽字日期：月日：》皆年月日簽字日期＾ｇ／工程碩士學位論文天然及改性沸石去除水中磷的試驗研究ExperimentalStudyonRemovingPhosphorusbyNaturalandModifiedZeolite作者姓名：黨瑞工程領域：環(huán)境工程研究方向：水污染控制學號：0612144校內導師：張翠玲完成日期：2015.4蘭州交通大學LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學工程碩士學位論文摘要近幾十年來，國內外

4、因水體中營養(yǎng)元素過量而引起的營養(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于氨氮較少，但是磷元素在海洋、湖泊的赤潮、水華等富營養(yǎng)化問題當中占據(jù)主導地位。因此，如何減少生活污水和工業(yè)廢水中的磷元素已經(jīng)逐漸成為國內外研究者重點關注的問題。本次通過吸附作用除磷，采用的試驗為靜態(tài)吸附試驗，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象，后半部分對去除實際養(yǎng)殖廢水和地表徑流中的氮磷元素做了初步研究。對天然沸石所做的表征有電子掃描顯微鏡(SEM)、能譜儀（EDS）、比表面測定儀(BET)，分別用來確定沸石材料的組成

5、成分和測定吸附劑材料的比表面積。本文對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方面，首先確定以白銀天然沸石為基礎原料的的改性方法：利用FeCl3溶液對天然沸石進行改性，并通過控制各種因素(焙燒溫度、焙燒時間、天然沸石的顆粒半徑、FeCl3溶液的濃度)進一步優(yōu)化沸石改性過程的條件，確定最佳改性條件；其次，將FeCl33-改性前后沸石對磷酸根的吸附效果進行對比，同時也將FeCl3改性吸附劑對磷元素(PO4)+及氮元素(NH4)的去除效果進行對比；再研究FeCl3改性沸石在去除磷酸根的過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)試驗反應的時間、接觸溫度、pH及FeCl3改性吸附劑投加量，獲得FeCl3改性過程的最優(yōu)條件。最后將改性后的沸石應用到實際養(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際廢水的能力。同時利用改性前后沸石吸附劑對模擬廢水和實際廢水中氮磷的去除數(shù)據(jù)繪制反應過程的Langmuir、Freundlich吸附等溫線，對磷酸根的去除過程進行動力學、熱力學分析，探討FeCl3改性吸附劑對磷酸根的去除機理。以下為實驗結果：(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部存在大量的孔穴和孔隙；通過能譜儀測定天然沸石的

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)通過單因素實驗得到四種因素都對FeCl3溶液改性天然沸石的過程產(chǎn)生影響：FeCl3改性沸石對磷的吸附能力隨FeCl3溶液濃度增大而增大，隨著焙燒溫度增高卻降低，隨在焙燒時間增長對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。正交實驗結果表明改性過程最主要的影響因素是焙燒溫度，焙燒溫度不能太高，否則會破壞沸石的內部結構，使孔穴和孔道坍塌

8、，其次是沸石的粒徑、焙燒時間和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