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四种矿物材料改性除磷的研究

作　者: 王峰
导　师: 陈建林
学　校: 南京大学
专　业: 环境工程
关键词: 矿物酸改性热改性盐改性吸附除磷
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文选用膨润土、沸石、高岭土、凹凸棒石四种矿物,分别对其进行酸改性、热改性、盐改性,考察各样品的磷吸附性能,对材料进行了全量分析及XRD、BET表征,并对其吸附机理进行分析研究。在四种矿物材料原样中,磷饱和吸附量分别是：膨润土：0.513mg/g、沸石：0.415mg/g、高岭土：0.996mg/g、凹凸棒石：0.748mg/g。使用盐酸对四种矿物进行酸改性,结果表明酸改性可以提高各矿物的磷吸附性能,四种矿物最佳酸改性样及其饱和磷吸附量分别是：9%酸改性膨润土：1.623mg/g、9%酸改性沸石：1.370mg/g、9%酸改性高岭土：2.096mg/g、3%酸改性凹凸棒石：0.816mg/g。在不同温度下对四种矿物进行热改性,考察了各热改性样品的磷吸附性能,四种矿物最佳热改性样及其饱和磷吸附量分别是：500℃热改性膨润土：0.611mg/g、400℃热改性沸石：0.470mg/g、500℃热改性高岭土：3.584mg/g、400℃热改性凹凸棒石：0.776mg/g；对500℃热改性高岭土分别进行了Al、Mg盐改性,两种盐改性样饱和磷吸附量分别是：3.425mg/g、3.247mg/g。通过比较确定磷吸附能力最佳样品为500℃热改性高岭土,在pH=4.03、T=10℃的最佳反应条件下与实际废水反应,磷去除率达63.5%。各材料对磷的吸附与Langmuir等温线有较好的线性拟合关系,主要形成单层吸附。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章概述  8-21
  1.1 水体富营养化  8-10
    1.1.1 水体富营养化的危害  8-9
    1.1.2 富营养化形成机理  9
    1.1.3 富营养化水体磷污染源分析  9-10
  1.2 污水除磷技术  10-14
    1.2.1 生物除磷技术  10
    1.2.2 物化除磷  10-12
    1.2.3 吸附除磷技术  12-14
  1.3 四种矿物在环境工程中的研究进展  14-19
    1.3.1 膨润土  14-15
    1.3.2 沸石  15-17
    1.3.3 高岭土  17-18
    1.3.4 凹凸棒石  18-19
  1.4 本论文研究意义与内容  19-21
第二章四种矿物材料的酸、热、盐改性及材料表征  21-32
  2.1 前言  21
  2.2 研究内容  21-22
  2.3 实验部分  22-24
    2.3.1 实验仪器与试剂  22
    2.3.2 实验步骤  22-24
  2.4 结果与讨论  24-31
    2.4.1 全量分析  24-26
    2.4.2 BET结果  26-27
    2.4.3 XRD表征  27-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章不同矿物材料磷吸附性能比较分析  32-57
  3.1 吸附理论  32-34
    3.1.1 吸附作用力  32-33
    3.1.2 吸附热力学  33-34
  3.2 研究内容  34
  3.3 实验部分  34-37
    3.3.1 实验仪器与实验试剂  34-35
    3.3.2 实验分析方法  35-37
  3.4 结果与讨论  37-55
    3.4.1 四种矿物材料原样的磷吸附实验  37-41
    3.4.2 四种矿物酸改性样的磷吸附实验  41-46
    3.4.3 四种矿物热改性样的磷吸附实验  46-52
    3.4.4 盐改性矿物样磷吸附实验  52-55
  3.5 本章小结  55-57
第四章最佳改性矿物样品吸附磷的实验研究  57-63
  4.1 各种因素对高岭土吸附磷的影响  57-59
    4.1.1 样品投加量的影响  57-58
    4.1.2 溶液pH值的影响  58
    4.1.3 溶液温度的影响  58-59
  4.2 实际废水处理  59-62
    4.2.1 静态吸附  60
    4.2.2 动态吸附  60-62
  4.3 本章小结  62-63
第五章结论与建议  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 建议  64-65
参考文献  65-71
附录:攻读硕士学位期间取得的成果及参与项目  71-72
致谢  72-73

四种矿物材料改性除磷的研究

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