改性沸石强化处理污水中氮磷的技术研究.pdf

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1、硕士学位论文改性沸石强化处理污水中氮磷的技术研究TECHNICALSTUDYONENHANCEDTREATMENTOFNITROGENANDPHOSPHORUSINWASTEWATERBYMODIFIEDZEOLITE张璐哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文改性沸石强化处理污水中氮磷的技术研究硕士研究生：张璐导师：王广智副教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTECHNICALSTUDYONENHANCEDTREATMENTOFNITROGENANDPHOSPHORUSINWASTEWATERBYMODIFIEDZEOLITECandidate：ZhangLuSupervisor：AssociateProf.WangGuangzhiAcademicDegreeAppliedfor

3、：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要水资源短缺是我国面临的一大问题，再生水作为公认的第二水源，中水回用的研究推广具有重要意义。根据“十三五”生态环境保护规划，我国将进一步促进再生水

4、回用，其中回用为景观水体是污水再生利用的主要途径之一。国内再生水回用为景观水正处于初期阶段，因为再生水中氮磷含量较高，引发的水华问题是回用过程中面临的最主要问题之一。生物脱氮除磷处理法具有操作简便、后处理简单的优点，但如果单独采用则很难满足回用标准，如果在二级处理的基础上进一步添加生物脱氮除磷工艺，则难以实现其低成本的优势。吸附法与离子交换法因其占地小、效果稳定、污泥产生少、操作简便等优点在氮磷的深度处理上具有较大的优势。沸石特殊的晶体结构赋予其独特的吸附和离子交换能力。沸石对氨氮具有很强的选择性

5、吸附能力，但是对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及磷几乎没有吸附能力。本文将筛选出的浙江斜发沸石进行改性，得到镧改性沸石、溴化十六烷基吡啶（CPB）改性沸石和复合改性沸石。镧改性沸石能有效的去除磷，CPB改性沸石能够有效去除硝酸盐氮，复合改性沸石具有同步去除氮磷的能力。通过对镧改性沸石的各个影响因素进行分析，得出镧改性沸石的最佳制备条件：氯化镧的浓度为4g/L、溶液的pH值为9.6-9.7；改性时间为10h及固液比为1：40。CPB改性沸石的最佳制备条件：CPB的浓度为5g/L；改性温度为35℃；改性时间为2

6、4h及固液比为1：30。通过对镧改性沸石进行CPB改性得到的复合改性沸石具有同步去除氮磷的能力，但是相对于单独改性沸石去除率下降，综合考虑经济性和技术性，不采用复合改性沸石。溶液pH和温度对镧改性沸石去除磷的能力影响不大，pH对CPB改性沸石去除硝酸盐氮的能力有一定的影响但影响很小。吸附特性研究表明，Langmuir方程对磷和硝酸盐氮的吸附有较好的拟合效果，镧改性沸石对磷的最大吸附容量为10.57mg/g，CPB改性沸石对硝酸盐氮的最大吸附容量为1.33mg/g。硝酸盐氮和磷的吸附过程能较好的用准

7、二级反应动力学方程拟合。另外镧改性沸石和CPB改性沸石都保留着部分去除氨氮的能力。常规混凝沉淀工艺具有占地面积小，工艺简单，运行方便等特点，因混凝剂对磷的影响，不投加混凝剂，确定工艺为混合沉淀过滤工艺，将制备的沸石粉在混合池投加，沸石颗粒作为滤柱滤料填加，以地表水IV类水的标准为出水水质标准。仅考虑以过滤工艺处理低浓度氮磷，初步确定过滤时间为天然沸石3min、镧-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文改性沸石6min、CPB改性沸石7min，此情况下过滤工艺处理低浓度目标污染物去除效果较好。仅填加天然

8、沸石的滤柱，天然沸石滤料接触时间为3min，去除效果相对较差，即镧改性沸石和CPB改性沸石滤料保留着去除氨氮的能力。延长滤柱接触时间为：天然沸石3min、镧改性沸石10min、CPB改性沸石10min，同时混合池适量投加沸石粉，此情况下混合沉淀过滤工艺能够在满足出水水质标准下连续工作44h。关键词：改性沸石；氮；磷；氯化镧；CPB-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheshortageofwaterresourcesisamajorproblemfacingou