南方红壤处理含磷废水的试验研究

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1、致谢本文是在导师肖利萍教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、试验指导到最后论文的撰写及修改无不渗透着肖老师心血，肖老师知识渊博，实际经验丰富，是我在科研过程中受益匪浅；肖老师为人谦虚、平易近人，严谨的治学态度和对学术孜孜不倦追求的精神将对我今后的工作和学习产生深刻的影响。从入校到研究生毕业的这段时间里，无论在学习上还是生活中，肖老师一直给予了我无微不至的关怀，在此，谨向肖老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！论文的试验研究是在环境保护部南京环境科学研究所完成的。本文的完成受到国家“十一五”水体污染控制与治理科技重大专项“太滆运河与湖荡水污染控制技术与工程示范”课

2、题（2008ZX07101-007）和“太湖流域水环境风险评估与预警技术示范”课题（2008ZX07528-005）的资助，研究所的李维新主任和杭小帅老师给予了我在试验方法及试验设备上的很大帮助，所内其他老师也给予了我一些帮助，在此对杭老师及其他领导、老师表示深深的感谢！在此也对王伟师兄对我在试验中提供的帮助表示感谢！论文完成之际，我要特别感谢父母对我在学习上的支持和生活上的无限关怀，他们是我学习生活中最大的动力源泉，在此对他们无私的爱表示由衷的感谢！对本文中引用的所有参考文献的作者们也表示衷心感谢！最后要向在学习和生活上给予帮助及关心的所有老师、同学和朋

3、友道一声谢谢！张镭2011.11.01摘要水体富营养化是当前面临的严重污染问题，而磷是造成富营养化的主导因子。近年来将粘土矿物用于污废水除磷处理已成为水体磷污染防治研究的热点，而开发出高效安全、廉价易得的矿物材料更是此类方法的关键。本文应用我国南方地区广泛分布的富含大量铁铝氧化物的红壤进行吸附除磷效果及机理的试验研究，以探索一种优良的除磷粘土矿物和新方法。对红壤、提纯红壤及其改性后的吸附除磷效果及影响因素、红壤除磷的热力学和动力学进行了静态试验研究，并对红壤除磷的实际应用与可行性进行了评价。结果表明：粘土矿物中Al2O3含量是决定除磷效果的关键，而红壤中富

4、含的Al2O3和Fe2O3成分共同对磷产生了吸附作用，红壤较其它粘土矿物具有更强的除磷效果。处理两种模拟磷废水时红壤2h磷吸附量是其它矿物材料的1.7倍以上，除磷率提高34.4%以上。且提纯加工可提高红壤除磷效果，30min内提纯红壤吸附量较原粒红壤可增加到9.6%，pH值较高或投加量较少时，提纯红壤优势较为明显。红壤对溶液pH有较好缓冲作用，处理后出水中pH值维持在4.72～7.79间。采用盐酸改性和热改性方法均能提高红壤的磷吸附量，但在改性方法简便性及除磷效果方面热改性技术要好于盐酸改性,采用最佳改性方法的红壤比未改性材料吸附量最大可提高31%。200

5、℃改性2h的红壤处理C0=35mg/L模拟磷废水，两小时出水磷浓度<0.5mg/L，达到国家废水综合排放标准一级标准，对C0=50mg/L模拟磷废水也具有很好的吸附效果。原粒热改性较提纯热改性红壤有更大吸附量增加的潜力。Langmuir等温吸附方程最适合描述红壤及改性土等温吸附过程，提纯红壤对初始磷浓度越高的废水除磷作用愈明显。Feundlich方程对改性后红壤拟合优度提高，吸附除磷机制改变，出现了多分子层吸附现象。准二级动力学方程对红壤及改性红壤的动力学数据拟合效果最佳。改性前后的红壤吸附热力学数据特征说明其对磷的吸附均是吸热、熵增反应，可自发进行。热改

6、性红壤对磷的吸附作用对温度变化更敏感。3−PO红壤及热改性红壤对畜禽养殖废水中的活性磷4、总磷和COD去除效果较好，一次处理不能达到废水综合排放标准要求，实际应用中需经多次处理或与其它工艺联用，对氨氮、硝氮处理效果很差。处理废水后的红壤可进行深加工制备成肥料对土壤进行改良。所得结论为红壤及热改性红壤，是一种前景可观的除磷吸附剂。关键词：红壤；吸附；磷；吸附热力学；吸附动力学-I-AbstractEutrophicationisaseriouspollutionproblemoursocietyarefacing.Mostresearchsindicated

7、thedominantfactorofeutrophicationisphosphorus.Asthenationalimportantmineralresources,theapplicationofclaymineralsforphosphorusremovalinwastewaterisbecomingthefocusofpollutionprevetionagainstphosphorusinrecentyears,anddevelopingasortofclaymineraladsorptionwhichisefficient,safeandch

8、eapisthekeyofthistechnique.Inthis