腐熟厨余垃圾陶粒制备及其除磷性能研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dengliang109
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水体中磷、氮等元素如果超标,会引起水体富营养化。本文探究了厨余垃圾的一种新型处理方法:利用厨余垃圾和膨润土为原材料,采用高温电阻炉烧制成陶粒,用该种陶粒来去除水中磷酸盐;研究并确定了陶粒的材料配比和最优烧制工艺参数,测试了最优条件下烧制的陶粒部分性能;通过多种表征方法(X射线衍射法、X射线荧光光谱分析、氮气吸附平衡法、环境扫描电镜分析、红外光谱分析、热重/差热综合分析),探究了陶粒的改性机理和主要除磷机制。从陶粒投加量、磷溶液初始磷浓度、溶液p H、共存离子、腐殖酸共存五个方面设计了静态试验探究其对陶粒吸附除磷效果的影响;通过研究厨余垃圾陶粒吸附动力学、吸附等温线以及热力学来探讨吸附反应过程和机理。在陶粒除磷影响因素研究中,最终确定厨余垃圾陶粒最佳配比为厨余垃圾:膨润土为14g:6g,将破碎后的厨余垃圾在105℃烘箱中干燥2.5h,之后在500℃环境中进行预热,预热时间为20min。实验研究表明,当焙烧温度超过1050℃后,陶粒吸附效果会随着温度的升高而变差,但陶粒结构越趋于稳定;在相同的温度条件下,随着焙烧时间的加长陶粒吸附效果越差,结构越稳定。综合考虑吸附效果和结构稳定性选择1000℃为陶粒焙烧温度,焙烧5 min。通过环境扫描电镜分析(SEM)和氮气吸附平衡法(BET)表征确定厨余垃圾陶粒为介孔结构。静态实验表明,同一比例的陶粒在初始磷浓度相同的溶液中投加量越多,吸附量越小;初始磷浓度越高,吸附量越大,最大吸附量约为25.66mg/g;碱性环境下厨余垃圾陶粒吸附能力比酸性环境下的吸附能力要强。厨余垃圾陶粒吸附除磷效果均受到了Cl-、HCO3-、F-这三种共存离子不同程度的抑制作用,抑制程度大小为HCO3->Cl->F-,而SO42-却对吸附磷有促进作用。随着共存离子浓度的增大,Cl-对吸附磷效果抑制减弱,而HCO3-和F-的抑制效果增强。三种动力学模型基本都能较好的拟合出厨余垃圾陶粒的吸附过程,其中准二级反应动力学模型拟合效果最好。吸附热力学分析中对陶粒吸附磷过程拟合效果最好的是Langmuir吸附等温模型,吸附过程为吸热自发反应。选取厨余垃圾来作为陶粒制备原材料来去除废水的磷酸盐,很好的解决了厨余垃圾与生活垃圾混合一起进行堆肥或填埋所导致的资源消耗与二次污染的问题,也很好的诠释了“以废治废”的环保理念,且该陶粒制作成本低廉,吸附后可再次回收利用,在实际废水处理应用中也有很好的效果。
其他文献
随着工业化、城镇化的快速推进,乡村地域处于转型发展与重构进程中,乡村发展呈现多样化和差异化特征。乡村振兴战略提出分区分类推进乡村发展,全域全要素覆盖的国土空间规划需要划分为不同功能分区,进行差异化的规划与治理。在此背景下,把功能区划的理论、理念进一步应用到乡村地域功能评价及分区,进而提出差异化发展策略,对于实施乡村振兴战略及区域协调发展具有重要意义。当前对于乡村地域功能评价及分区的研究,多集中于沿
学位
街道是城市开放空间的重要组成部分,生活性街道作为数量占比最多的一类街道,是与城市居民生活最为密切的日常生活场所。其为人们的通行、购物、休闲、娱乐等多样活动需求提供了空间。伴随着健康城市背景下对健康步行活动的关注,资源环境保护背景下对步行出行的提倡和城市精致化发展模式下对街道品质的追求,研究生活性街道与步行活动之间的影响机制就显得尤为重要了。本文以武汉市主城区10条生活性街道为研究对象,通过Web
学位
我国快速城镇化背景下,大量古村落由于缺乏保护与发展,面临消亡与衰败的风险,而随着乡村振兴战略的提出,我国乡村旅游业迅猛发展,旅游产业由此成为古村落发展的良好契机。木兰石砌建造工艺是武汉市北部地区早期民居建筑的主要形式,具有极高的文化、历史、经济、社会及科学研究价值,但由于缺乏相关保护发展,大量木兰石砌古村落趋于衰败。因此,为应对乡村振兴乡村发展需求及加强地方特色古村落保护,本研究从旅游发展潜力的视
学位
随着城市经济的转型发展,城市建设也从注重增长速度转为注重发展质量,“以人为本”的发展理念被越来越多的专家学者认可。科技的发展带动大数据在城市规划中的运用越发广泛,街道空间环境特征越来越深刻地影响到城市街道空间的品质提升,也对城市街道空间管控提出了更高的要求。本文通过多源数据的收集整理,在对文献和相关导则提及的因子进行分析整理的基础上,构建本文2大类6中类25小类的生活性街道空间品质评价体系,运用S
学位
河道驳岸是滨水区水陆系统之间进行信息、能量及物质交换的场所,为水生动植物提供了栖息地,驳岸有着行洪、调节小气候、水生动植物的种类及环境美化等多重功能,驳岸不仅对河道的整体效益起着决定性的作用,还能满足人们对美好生活的向往。论文以河道驳岸可持续性环境设计作为研究对象,以罗田白莲河驳岸环境设计为例进行了田野调查和文献分析,并运用可持续设计的理论工具对河道驳岸环境设计进行系统的研究。本文共分为六章。第一
学位
2018年12月我国新版《城市居住区规划设计标准》(以下简称“新版《标准》”)的颁布,引发了各行各业人群的广泛关注。新版《标准》作为当前及未来城市居住区建设的指导性文件,充分汲取了国内外城市居住区规划建设的既有经验和研究成果,其中基于“生活圈”理论而提出的居住区分级模式和配套设施配置标准,体现出了未来城市人居的理念,也勾勒出了我国城市居住空间的结构模式和未来图景。然而,我国城市居住区规划建设模式及
学位
全球化、去工业化、郊区化、政治体制变革等因素的影响使全球各地出现了越来越多的收缩城市,且并非短期性现象,以往的收缩城市研究多为德国、英国、美国等早已完成城市化进程的西方国家针对资源型城市、老工业城市的研究。然而快速城镇化地区同样出现了城市收缩现象,我国学者近年来关注到收缩城市这一研究领域,针对东北地区的收缩现象、特征、机制进行了大量的研究,也有少量研究涉及京津冀、长三角、珠三角等地区。针对收缩城市
学位
乡村是人类古老的栖居模式,在城市化时代乡村更凸显其特殊的存在价值。人类千百年来的发展也从未离开过风景,乡村与风景有着高度的内在联系。乡愁作为人类精神情感,也一直伴随着乡村发展。以此为背景,结合武汉市东湖风景区东头村规划课程机缘,引发笔者对关键问题的思考——“城市景中村”如何发展与规划。本文以“城市景中村”为研究对象,对此类特殊乡村的发展指导思想及规划理论进行了系统研究。首先,指出“城市景中村”是位
学位
参数化生成设计是计算机设计系统发展到某个时间阶段后产生的智能化设计工具,不仅使得建筑设计师的工作方式发生了改变,也同时改变了建筑设计师与结构设计师之间协同工作模式,空间钢管桁架模型由于跨度大、自重轻等特点,是建筑和结构在设计领域研究参数化平台中协同工作方式的优选目标。论文围绕空间钢管桁架模型参数化设计以及优化方法进行深入研究,主要内容包括:1、对参数化生成设计的一般方法、过程和参数化建模的有关国内
学位
当前,我国大城市建设已全面从增量扩张步入存量优化阶段,城市规划视角也逐渐从“宏大叙事”转向关注“日常生活”,微更新作为挖潜存量空间、改善人居环境的重要手段越来越受到重视。然而,传统社区规划过于依赖行政力量,规划主体与使用主体错位,导致出现规划与实践脱节、公众参与流于表面、实施效力不足、多元主体利益冲突加剧等一系列问题,探索可持续的社区行动规划工作模式成为当前重要课题,具有重要的理论和现实意义。在此
学位