天然及改性沸石去除水中磷的试验研究

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1、中图分类号：密级Ｘ７０；Ａ开３ＵＤＣ：：本校编号續辦灸遷乂肇工程硕±学位论文论文题目；天然及改性沸石去除水中的试輪研祭．蹲＼研究生姓名：常據学号：０６１２１４４学校指导教师姓名；张翠玲职称：爵怜Ｉ和企业指导教师姓名：；，宗李亨职称；研穿．贯申请学位工程领域名称；孫ｎ境和论文提交日期：２０１５０４论义答辩曰期；＿＿．２０１５，０６独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，论文中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研，除了文中特别加Ｗ标注和致谢么处外究成果。，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使巧过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；韦．签字日期：兴Ｐ年（月日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可Ｊｌ，＾＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机、缩印或扫描等复制手段保存构送交论文的复

3、印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：学位论文作者签名：导师签名＾－签字日期：月日：》皆年月日签字日期＾ｇ／工程硕士学位论文天然及改性沸石去除水中磷的试验研究ExperimentalStudyonRemovingPhosphorusbyNaturalandModifiedZeolite作者姓名：党瑞工程领域：环境工程研究方向：水污染控制学号：0612144校内导师：张翠玲完成日期：2015.4兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要近几十年来，国内外

4、因水体中营养元素过量而引起的营养富集化现象普遍发生，虽然在水体中的磷元素含量相对于氨氮较少，但是磷元素在海洋、湖泊的赤潮、水华等富营养化问题当中占据主导地位。因此，如何减少生活污水和工业废水中的磷元素已经逐渐成为国内外研究者重点关注的问题。本次通过吸附作用除磷，采用的试验为静态吸附试验，吸附剂是甘肃白银天然及改性沸石材料。论文前半部分以磷酸盐模拟废水为研究对象，后半部分对去除实际养殖废水和地表径流中的氮磷元素做了初步研究。对天然沸石所做的表征有电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪（EDS）、比表面测定仪(BET)，分别用来确定沸石材料的组成

5、成分和测定吸附剂材料的比表面积。本文对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几个方面，首先确定以白银天然沸石为基础原料的的改性方法：利用FeCl3溶液对天然沸石进行改性，并通过控制各种因素(焙烧温度、焙烧时间、天然沸石的颗粒半径、FeCl3溶液的浓度)进一步优化沸石改性过程的条件，确定最佳改性条件；其次，将FeCl33-改性前后沸石对磷酸根的吸附效果进行对比，同时也将FeCl3改性吸附剂对磷元素(PO4)+及氮元素(NH4)的去除效果进行对比；再研究FeCl3改性沸石在去除磷酸根的过程中容易受到的各种因素的影响，比如模拟磷废

6、水初始浓度、静态试验反应的时间、接触温度、pH及FeCl3改性吸附剂投加量，获得FeCl3改性过程的最优条件。最后将改性后的沸石应用到实际养殖废水和降雨形成的地表径流中氮磷的去除，考察改性沸石处理实际废水的能力。同时利用改性前后沸石吸附剂对模拟废水和实际废水中氮磷的去除数据绘制反应过程的Langmuir、Freundlich吸附等温线，对磷酸根的去除过程进行动力学、热力学分析，探讨FeCl3改性吸附剂对磷酸根的去除机理。以下为实验结果：(1)电子显微镜的图片显示沸石的表面十分粗糙并且晶体内部存在大量的孔穴和孔隙；通过能谱仪测定天然沸石的

7、主要组成成分有铝、硅、铁等元素。其中，Al占总量的12.47%，Fe占总量的13.44%，Si与Al的元素含量之比为4.13。白银沸石颗粒的比表面2积是10.08m/g，改性后铁的含量明显提高。(2)通过单因素实验得到四种因素都对FeCl3溶液改性天然沸石的过程产生影响：FeCl3改性沸石对磷的吸附能力随FeCl3溶液浓度增大而增大，随着焙烧温度增高却降低，随在焙烧时间增长对磷的去除量逐渐递增，颗粒尺寸越小产生的去除效果越好。正交实验结果表明改性过程最主要的影响因素是焙烧温度，焙烧温度不能太高，否则会破坏沸石的内部结构，使孔穴和孔道坍塌

8、，其次是沸石的粒径、焙烧时间和FeCl3溶液的浓度。得到的最佳改性条件为：焙烧温度为200℃，吸附剂粒径为80~100目，焙烧时间是4h，FeCl3的浓度是4.5mol/L。-I-天然及改性沸石去除水中磷的