【摘 要】
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近年来,我国大型湖泊和城市湖泊水质不断恶化,75%以上的湖泊富营养化加剧,这与水体中氮磷等污染物有关。富含氮磷的废水排入到水体中会导致水中溶解氧下降,进而引起水体水华,对水生态系统造成严重污染,影响人类生活。天然沸石是多孔硅铝酸盐晶体,对氨氮有较好的选择吸附性,但对磷的吸附性较差,而稀土镧对磷酸盐具有良好的吸附亲和性,可用于改性吸附剂。本文将稀土镧结合在天然沸石上,分别以氨氮和磷的吸附性能为指标,
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近年来,我国大型湖泊和城市湖泊水质不断恶化,75%以上的湖泊富营养化加剧,这与水体中氮磷等污染物有关。富含氮磷的废水排入到水体中会导致水中溶解氧下降,进而引起水体水华,对水生态系统造成严重污染,影响人类生活。天然沸石是多孔硅铝酸盐晶体,对氨氮有较好的选择吸附性,但对磷的吸附性较差,而稀土镧对磷酸盐具有良好的吸附亲和性,可用于改性吸附剂。本文将稀土镧结合在天然沸石上,分别以氨氮和磷的吸附性能为指标,应用正交试验优化其改性条件,制备成镧改性沸石,并借助SEM-EDS、XRD和BET等对镧改性沸石进行表征。通过静态吸附试验研究稀土镧改性沸石同步脱氮除磷的吸附特性,同时进行吸附等温线、吸附热力学和吸附动力学试验,探讨其吸附机理以及对镧改性沸石的循环利用。试验结果表明:（1）镧改性沸石的制备主要受氯化镧和沸石的固液比,氯化镧浓度,接触时间以及氯化镧溶液酸碱度的影响。当氯化镧溶液与沸石的固液比为1:40,氯化镧溶液p H为10,氯化镧的浓度为2%和接触时间为10h时,所制备的稀土镧改性沸石对水体中单一氨氮和单一磷的去除效果最佳。（2）对新的吸附剂-稀土镧改性沸石进行表征:其结构特性与天然沸石存在差异,但稀土镧改性是在天然沸石的表面进行改性,其表面出现较多的白色颗粒状物质,沟壑被填充,而层间结构未发生明显的变化;稀土镧改性后的沸石硅铝比下降,提高沸石的吸附性能;镧改性沸石的比表面积、孔容和孔径相对于天然沸石变化不大,不影响沸石内部孔穴吸附氨氮的能力,从而实现同步脱氮除磷。（3）镧改性沸石作为吸附剂去除水中氨氮和磷,研究环境因素即投加量,吸附温度,初始浓度,反应时间对吸附的影响。在本试验条件下,随着吸附剂投加量增多,反应时间变长,温度升高,镧改性沸石对氨氮和磷的吸附量先增加然后趋于平稳。在吸附剂投加量为1g,反应时间为5h,吸附温度25℃,氨氮和磷的初始浓度为20mg/L、5mg/L时,镧改性沸石对混合液中氨氮和磷的吸附效果最佳。（4）镧改性沸石对水中氨氮和磷的吸附机理研究:镧改性沸石吸附氨氮和磷的过程更加符合Langmuir吸附等温和准二级动力学模型,其吸附过程是单分子层的化学吸附;颗粒内扩散拟合出的直线不经过坐标原点,此反应过程由多个吸附阶段共同控制;通过拟合吸附热力学模型,镧改性沸石吸附氨氮和磷为自发、吸热、熵增反应。（5）镧改性沸石对氨氮和磷的吸附达到饱和后,经Na OH溶液洗脱4次,氨氮和磷的吸附率分别下降了11.83%、8.43%,但吸附效果仍然较好。
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