改性沸石吸附材料制備及其對水中硝態(tài)氮去除性能研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩90頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、出水總氮(TN)達標是污水處理廠提標改造過程的關(guān)鍵技術(shù)難題,硝態(tài)氮(NO3--N)是生化出水TN的主要組成,如何去除出水NO3--N對于確保污水達標排放具有重要意義。吸附法以其選擇性強、操作簡易、二次污染少等優(yōu)勢逐步成為污水深度處理的重要方法。沸石作為一種新型的環(huán)境吸附材料,具有孔腔結(jié)構(gòu)豐富、吸附成本低廉、吸附性能高效等優(yōu)勢,但其存在吸附選擇性差、固液分離困難、再生成本偏高等問題,需要對其進一步改性以擴寬在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本論文以N

2、aY沸石為基體材料,通過向其外表面雙層負載陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA),超籠內(nèi)負載羥基合鑭,制備出載鑭陽離子表面活性劑改性NaY沸石復合吸附材料(SMZ-La)。實現(xiàn)對NaY沸石超籠內(nèi)空間的充分利用,有效提高了對污水處理廠生化出水NO3--N的吸附性能。主要成果如下:
  1.SMZ-La復合吸附材料的制備及表征:通過改良溶液浸漬法制備的載鑭NaY材料(NaY-La)能夠?qū)崿F(xiàn)對水體NO3--N的有效吸附(負載

3、pH=9,NaY∶La=5∶1),其La的負載量為0.61mmol/g。進一步負載HDTMA于NaY-La制備SMZ-La復合材料(HDTMA負載量0.35mmol/g,La負載量0.61mmol/g),并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重(TGA)等表征方法,分析SMZ-La復合材料的形貌特征及HDTMA、La負載情況。結(jié)果表明,隨負載pH增大,La可有效負載于NaY載體上且HDTMA主要以雙層分子結(jié)構(gòu)負載于NaY表面。
  2

4、.靜態(tài)吸附性能研究:通過靜態(tài)批次吸附實驗,探究SMZ-La復合材料最適吸附條件、吸附動力學、吸附等溫線、競爭吸附效應(yīng)、再生性能。結(jié)果表明:相比與僅負載HDTMA的NaY吸附材料(SMZ),SMZ-La能夠在更廣的pH范圍內(nèi)(pH=3-9)維持對NO3--N的高效吸附(最大吸附量可達3.82mg/g);其吸附過程吸熱,符合Langmuir等溫吸附模型,理論最大吸附量為14.49mg/g(45℃);吸附反應(yīng)速率V0為2.30mg/(L.mi

5、n),60min內(nèi)可達吸附平衡,反應(yīng)過程符合準二級動力學方程;水體中共存的Cl-、SO42-對NO3-的吸附性能影響較小,而PO43-會與NO3-競爭SMZ-La復合吸附材料表面的吸附活性位點,影響其對NO3-的吸附(PO43-濃度達10mg/L時,吸附容量降至2.89mg/g);同時SMZ-La復合材料具備良好的吸附-解吸再生性能,循環(huán)利用5次仍能維持80%以上吸附容量。
  3.固定床動態(tài)吸附性能研究:設(shè)計固定床動態(tài)吸附反應(yīng)器

6、,并通過不同pH影響、競爭離子存在下不同進水濃度、吸附-脫附循環(huán)運行,研究SMZ-La在不同條件下的穿透曲線,為實現(xiàn)其工程應(yīng)用提供技術(shù)支持。結(jié)果表明:相同條件下,相比于SMZ材料,SMZ-La復合材料能在保證達到預期出水效果的條件下(NO3--N<12mg/L),處理更高水量(70BV),表明負載于NaY超籠內(nèi)的La對維持體系長時間對NO3--N的高效吸附具有重要作用;SMZ-La材料吸附帶延續(xù)時間Δt僅為22h,相比于NaY-La(Δ

7、t=47h)及SMZ(Δt=30h),吸附性能更加優(yōu)良;當水中NO3--N濃度較低時(15mg/L),SMZ-La對其選擇吸附性能較差(Ct/C0=0.336),進水量為40BV時即達到穿透點。隨水中NO3--N濃度增加,SMZ-La對其體現(xiàn)出更好的選擇吸附性能,受水中競爭離子影響較小,吸附時間較長;采用4-6BV的脫附劑用量,以0.8BV/h的流速可以實現(xiàn)吸附劑的高效脫附,脫附后用5BV去離子水可實現(xiàn)吸附劑再生,SMZ-La復合材料在

8、實驗運行條件下能保持穩(wěn)定并循環(huán)利用。
  4.SMZ-La復合材料對NO3--N吸附機理研究:通過材料零電點(pHPZC)、電鏡-能譜聯(lián)用(SEM-EDS)、比表面積(BET)、X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FTIR)及X射線光電子能譜(XPS)進一步分析了SMZ-La復合吸附材料對NO3--N的吸附機制。研究表明:SMZ-La比表面積達43.258m2/g;相比于SMZ吸附材料,SMZ-La復合材料的零電點顯著提高,材料

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論