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近年来,随着城市化进程和工农业生产的发展,大量富含营养物质的城市污水、工农业废水流入自然水域,使水体中营养物质迅速富集,导致某些藻类特别是蓝、绿藻过度增殖,出现了诸如2007年太湖蓝藻爆发等水污染事件。污水中的氮和磷是造成水体富营养化的主要因素。因此,如何高效去除污水中的氮素和磷素,减轻水体富营养化程度,是目前亟需解决的重要课题之一.本论文在本课题组前期研究成果的基础上,基于吸附法脱氮除磷原理,进一步研究经济、高效的脱氮除磷一体化材料。主要研究内容如下;
1)选取沸石、钢渣和粉煤灰作为复配基材,通过核外裹浆进行高效复合脱氮除磷材料(ENPRC)的复配。综合力学、脱氮除磷效果等因素,确定其最佳配比。
2)控制吸附温度为25℃、35℃和45℃,绘制了单一、复合条件下氨氮及磷酸盐在ENPRC上的等温吸附曲线,采用Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式对不同温度下的吸附平衡数据进行拟合分析。结果表明,单一条件下,氨氮和磷酸盐在ENPRC上的吸附行为均能用Langmuir吸附等温式很好地描述;复合条件下,Freundlich吸附等温式对氨氮和磷酸盐吸附行为的描述更准确。
参照不同温度下ENPRC的等温吸附方程及相关参数,对单一、复合条件下氨氮及磷酸盐在ENPRC上的吸附热力学参数(表观自由能变△G0、表现焓变△H0、表观嫡变△S0)进行了计算,从热力学角度阐述了各吸附过程的特征。
3)研究了不同初始浓度和不同温度下单一、复合条件下氨氮及磷酸盐在ENPRC上的吸附动力学.结果表明,单一、复合条件下氨氮及磷酸盐在ENPRC上的吸附行为均遵循二级动力学方程所描述的规律。
4)系统考察了ENPRC投加量.振荡吸附时间和溶液初始pH值等因素对单一、复合条件下氨氮及磷酸盐在ENPRC上吸附效果的影响。