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净水污泥资源化除磷技术效能研究

作　者: 朱亚琴
导　师: 徐乐中; 李大鹏
学　校: 苏州科技学院
专　业: 市政工程
关键词: 净水污泥改性吸附磷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

水体富营养化发展的过程中，磷发挥了关键性的作用，将净水污泥改性并用于水体中磷的去除，不仅实现了污泥的资源化利用，也为废水除磷和富营养化水体的修复提供了新的可能。本文以净水污泥为主要研究对象，通过对净水污泥和各改性污泥的吸附等温线及吸附方程的拟合、改性污泥的吸附动力学实验、改性条件的优化、改性净水污泥对上覆水磷的吸附、底泥中的各种形态磷的分析及生物有效磷的形成来探讨净水污泥及其改性污泥对磷的吸附性能。研究发现，经硫酸酸化改性的污泥对磷的吸附量均比原净水污泥大，在高浓度磷溶液中以40:1的改性净水污泥最佳，在低浓度磷溶液中以80:1的改性污泥最佳；污泥吸附曲线与Langmuir和Temkin等温方程得到很好的拟合，相关系数在0.904-0.988；在吸附动力学试验中，单位质量的40比1改性污泥对磷的吸附量随着初始浓度的增大而增加，随着溶液初始pH的增大逐渐增大，随着投加量的增加而减小；不断加入外源磷的情况下，上覆水的DIP和TP均持续升高，但是搅拌底泥的吸附时间更长。污泥不断吸入磷后其各种形态磷的含量分析表明，静止和扰动底泥中的磷含量顺序都为Fe/Al-P> Ca-P>NH₄Cl-P> Res-P，其中Fe/Al-P的含量为4350mg/kg和6640mg/kg，占总无机磷的含量79.47%和83.71%，底泥搅拌有利于铁铝结合态磷（Fe/Al-P）的大量形成；底泥中四种生物有效磷的含量均是AAP＞Olsen-P＞WSP＞RDP，搅拌样品和静止样品中的AAP含量分别占Fe/Al-P的55.15%和62.30%，说明搅拌条件下形成非闭蓄态Fe/Al-P的量较少，搅拌和静止底泥中的非闭蓄态Fe/Al-P分别占总无机磷的46.17%和49.16%，这说明了搅拌可以促使形成难释放态磷。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-24
  1.1 我国水体富营养化概述  11-12
  1.2 除磷修复技术的发展  12-15
    1.2.1 化学法除磷  13
    1.2.2 吸附法除磷  13-14
    1.2.3 生物法除磷  14
    1.2.4 生态修复技术  14-15
  1.3 净水厂污泥的类别和性质  15-17
  1.4 污泥的处置和资源化利用  17-21
    1.4.1 污泥的常规处置  17-19
    1.4.2. 污泥的资源化利用  19-21
  1.5 常用的改性方法  21-22
    1.5.1 酸改性  21
    1.5.2 热改性  21
    1.5.3 碱化法  21-22
    1.5.4 无机盐改性  22
  1.6 本课题的研究意义和内容  22-24
    1.6.1 课题的研究目的和意义  22-23
    1.6.2 课题的研究内容  23-24
第二章实验材料与实验方法  24-35
  2.1 实验药剂与仪器  24-25
  2.2 实验方法  25-28
    2.2.1 净水污泥的改性实验  25-26
    2.2.2 磷的等温吸附实验  26
    2.2.3 磷的吸附动力学实验  26
    2.2.4 净水优化改性条件实验  26
    2.2.5 持续加入外源磷实验  26-27
    2.2.6 污泥中磷形态分级提取实验  27-28
    2.2.7 污泥中生物有效磷的提取实验  28
  2.3 水样及净水污泥理化性质的分析  28-31
    2.3.1 底泥含水率的分析  28-29
    2.3.2 水样中磷的测定  29-31
  2.4 吸附平衡含义及计算  31-32
    2.4.1 吸附平衡  31
    2.4.2 吸附容量  31-32
    2.4.3 吸附平衡浓度  32
    2.4.4 吸附速率  32
  2.5 实验数据处理方法  32-35
第三章改性净水污泥的磷吸附特性  35-47
  3.1 净水污泥的性质  35-36
    3.1.1 净水污泥含水率  35
    3.1.2 净水污泥干样金属离子成分的分析  35-36
  3.2 改性净水污泥的磷的吸附等温线测定  36-43
    3.2.1 净水污泥的改性  36-37
    3.2.2 吸附等温线测定  37-38
    3.2.3 Linear 吸附等温线拟合  38-39
    3.2.4 Langmuir 吸附等温线拟合  39-40
    3.2.5 Freundlich 吸附等温线拟合  40-42
    3.2.6 Temkin 吸附等温线拟合  42-43
  3.3 改性污泥的磷的吸附动力学测定  43-45
    3.3.1 磷初始含量对改性污泥磷吸附的影响  43-44
    3.3.2 投加量对改性污泥磷吸附的影响  44
    3.3.3 pH 对改性污泥磷吸附的影响  44-45
  3.4 本章小结  45-47
第四章净水污泥改性条件优化及磷形态分析  47-59
  4.1 搅拌强度对净水污泥改性去除磷的影响  47-48
  4.2 搅拌时间对净水污泥改性去除磷的影响  48
  4.3 温度对净水污泥改性去除磷的影响  48-49
  4.4 持续加入外源磷直至吸附平衡试验  49-52
  4.5 持续加入外源磷的底泥内源磷赋存形态  52-57
    4.5.1 持续加入外源磷后底泥中不同形态磷的变化  52-54
    4.5.2 持续加入外源磷后底泥中生物有效磷的形成  54-56
    4.5.3 铁铝结合态磷 Fe/Al-P 对 AAP 的影响  56-57
  4.6 本章小结  57-59
第五章结论与建议  59-61
  5.1 结论  59-60
  5.2 建议  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
作者简介  66

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