学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

球形海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

作　者: 冯艳平
导　师: 李俊国
学　校: 河北理工大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 球形海绵铁 制备 硝酸盐 去除 氨氮
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


利用直接还原工艺制备了用于去除水体硝酸盐的球形海绵铁,通过静态实验对木炭、H2还原海绵铁去除硝酸盐的效率及其去除机理进行了研究。有氧条件下,溶液初始pH<3,固液比为1:10时,木炭还原海绵铁对水中硝酸盐的去除率最高;硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随硝酸盐浓度的提高而增加,但残余量始终保持在0.5mgN/L左右;硝酸盐浓度高于10mgN/L时,硝酸盐去除率随硝酸盐浓度的增加而显著降低;木炭还原海绵铁去除硝酸盐的反应遵循一级反应动力学,反应级数为0.827~1.310,表观反应速率常数为0.122~0.247h-1。氢气还原海绵铁符合一级反应动力学,反应级数为0.959~0.993,温度高于T2时还原速率较高;在T1~T5温度下,氢气还原海绵铁比木炭还原海绵铁去除硝酸盐的能力更强;溶液初始pH值对氢气还原海绵铁去除硝酸盐效率的影响不是很大,无论溶液初始pH值高低,加入氢气还原海绵铁4h后溶液pH值都达到了11以上,5mgN/L和50mgN/L硝酸盐的去除率分别达到89.60%和78.07%;氢还原球形海绵铁去除硝酸盐遵循一级或准一级反应动力学。Fe/N比(摩尔比)高于80时即可将硝酸盐快速去除,但硝酸盐的残留量始终保持在0.4mgN/L以上;氢还原海绵铁去除硝酸为一级动力学反应,反应级数为0.970~1.378,表观反应速率常数为0.314~0.536h-1,硝酸盐浓度越高,氢还原海绵铁的去除速率越大;硝酸盐还原产物主要为氨氮,离子态氨氮超过饱和溶解度后将以分子态氨气逸出;随着电化学反应的进行,溶液中Fe2+离子浓度先增加后降低。首次通过木炭和氢气直接还原制备了用于去除水中硝酸盐的新型零价铁材料,并对水体硝酸盐去除过程进行了机理研究,为零价铁材料的研制和应用开辟新的方向,具有重要的现实意义和学术价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
引言  11-12
1 文献综述  12-25
  1.1 硝酸盐的污染现状及危害  12-14
    1.1.1 硝酸盐的污染现状  12
    1.1.2 硝酸盐污染的来源  12-14
    1.1.3 硝酸盐的危害  14
  1.2 硝酸盐的去除技术  14-19
    1.2.1 物理化学法  15-16
    1.2.2 化学法  16-17
    1.2.3 生物法  17-19
  1.3 零价铁去除硝酸盐的研究现状  19-21
    1.3.1 铁粉  20
    1.3.2 纳米铁  20-21
    1.3.3 海绵铁  21
  1.4 海绵铁去除硝酸盐  21-25
    1.4.1 海绵铁去除硝酸盐机理  22-23
    1.4.2 海绵铁去除硝酸盐存在的问题  23-24
    1.4.3 海绵铁处理硝酸盐废水的优势  24-25
2 木炭还原制备球形海绵铁及其去除硝酸盐的研究  25-42
  2.1 实验内容与方法  25-28
    2.1.1 实验试剂与材料  25
    2.1.2 实验设备与仪器  25
    2.1.3 实验方法  25-28
  2.2 实验结果与讨论  28-40
    2.2.1 球形海绵铁表观特性  28-29
    2.2.2 溶液初始pH 值对硝酸盐去除率的影响  29-31
    2.2.3 固液比对硝酸盐去除率的影响  31-32
    2.2.4 水中溶解氧对硝酸盐去除率的影响  32-35
    2.2.5 硝酸盐初始浓度对硝酸盐去除率的影响  35-38
    2.2.6 动力学分析  38-40
  2.3 小结  40-42
3 氢气还原球形海绵铁的制备及其去除硝酸盐研究  42-59
  3.1 实验内容与方法  42-43
    3.1.1 实验试剂  42
    3.1.2 实验设备  42
    3.1.3 实验方法  42-43
  3.2 实验结果与讨论  43-58
    3.2.1 球形海绵铁还原动力学  43-47
    3.2.2 氢气还原海绵铁去除硝酸盐的预实验  47-49
    3.2.3 pH 值对硝酸盐去除率的影响  49-51
    3.2.4 还原温度对氢气还原海绵铁去除硝酸盐效率的影响  51-58
  3.3 结论  58-59
4 氢气还原球形海绵铁去除硝酸盐的机理研究  59-74
  4.1 实验内容与方法  59-65
    4.1.1 实验试剂  59-60
    4.1.2 实验设备  60
    4.1.3 实验方法  60-65
  4.2 实验结果与讨论  65-73
    4.2.1 Fe/N 比对硝酸盐去除率的影响  65-67
    4.2.2 硝酸盐去除动力学  67-69
    4.2.3 硝酸盐还原产物  69-71
    4.2.4 亚铁离子浓度变化  71-73
  4.3 结论  73-74
结论  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
导师简介  80-81
作者简介  81-82
学位论文数据集  82

相似论文

  1. 超声波钎焊填缝及钎缝优化工艺研究,TG454
  2. 五氧化二磷与复合氨化缩合剂制备聚磷酸铵,TQ314.248
  3. 不同基质及植物组合的表面流湿地水质净化试验研究,X703
  4. 携带WSSV凡纳滨对虾的养殖和环境因子胁迫的研究,S945
  5. 江蓠残渣高活性膳食纤维和羧甲基纤维素钠的制备及性能研究,TS254.9
  6. 沸石填料水洗法提纯沼气工艺实验研究,TQ221.11
  7. 壳聚糖衍生物的合成及其吸附性能研究,TS254.9
  8. 增强自然复氧—有效容积土壤渗滤系统脱氮的研究,X703
  9. 温度、盐度、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐氮对拟穴青蟹蜕壳的影响,S917.4
  10. 乡镇生活污水水体高效菌株筛选及其降解能力的研究,X703
  11. 强化复氧人工湿地对农村生活污水处理的研究,X703
  12. 序批式膜生物反应器处理城市生活污水研究,X703
  13. 改性粉煤灰处理氨氮废水的研究,X703
  14. 基于碳酸氢钠为碳源的氢自养反硝化去除地下水中硝酸盐研究,TU991.2
  15. 去除地下水中硝酸盐的混合碳源研究,TU991.2
  16. 结晶器Cu合金表面激光原位制备Ni基强韧耐磨梯度涂层的研究,TF777
  17. 环境一号卫星CCD影像云去除方法研究及并行化实现,P228
  18. 阻锈剂对混凝土钢筋点蚀抑制作用研究,TU528.042
  19. 富营养化湖泊武汉东湖沉积物细菌多样性和系统发育研究,Q938.8
  20. 异维A酸固体脂质纳米粒凝胶剂的研制,TQ460.6
  21. 复三维电极—生物膜反应器脱除饮用水中硝酸盐的试验研究,X703

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
© 2012 www.xueweilunwen.com