本文關鍵詞：新型除磷填料的制備及吸附實驗研究

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【摘要】：本研究以人工濕地除磷填料的開發(fā)為目的,將氨基功能高分子復合材料以混料方式制備氨基免燒陶粒,應用單因素實驗確定粉煤灰、水泥、生石灰、石膏、氨基材料、氫氧化鈉六種原料的較優(yōu)摻量范圍,再以Plackett-Burman實驗設計篩選具有顯著除磷效應的原料因子,通過Box-Behnken Design響應面法建立數(shù)學回歸模型,考察顯著原料因子對除磷效果的交互影響,計算最優(yōu)的原料摻量,制備得到具有氨基功能的除磷免燒陶粒;以未添加氨基材料的普通免燒陶粒作對照,研究氨基陶粒和免燒陶粒的吸附除磷特性。配料實驗結果表明:在單因素實驗優(yōu)選的原料摻量范圍內,以磷去除率和顆粒強度為響應指標,采用Plackett-Burman實驗設計篩選出對磷去除率顯著影響的因子為粉煤灰和石膏,p值分別為0.0030和0.0418,對顆粒強度顯著影響的因子是水泥、生石灰、石膏、氫氧化鈉,p值分別為0.0001、0.0001、0.0120、0.0001;并根據(jù)原料的顯著除磷效應排序篩選出粉煤灰、水泥、石膏、氫氧化鈉做進一步的原料摻量優(yōu)化。通過Box-Behnken Design(BBD)響應面分析,粉煤灰和石膏、粉煤灰和氫氧化鈉對響應值磷去除率有顯著的交互影響,p值分別為0.0108和0.0295;通過數(shù)學回歸模型方程擬合的最優(yōu)原料摻量為:粉煤灰60 g(54.5%)、水泥15 g(13.6%)、生石灰15 g(13.6%)、石膏3 g(2.7%)、氨基材料2 g(1.8%)、氫氧化鈉15 g(13.6%)。吸附實驗結果表明:添加了氨基材料的氨基陶粒和未添加氨基材料的免燒陶粒,對磷的吸附過程均符合Langmuir等溫吸附模型;且二者對磷的吸附符合準二級動力學模型,理論飽和吸附量分別為0.0561 mg/g和0.0229 mg/g;吸附熱力學0、、,表明氨基陶粒對磷的吸附過程是自發(fā)吸熱熵增的過程。對氨基陶粒和免燒陶粒的等溫吸附特性和吸附動力學特性做配對樣本顯著性差異t檢驗,兩組數(shù)據(jù)檢驗的R2分別為0.998和0.937,相關性較強,且二者存在顯著差異,p值分別為0.094和0.000。
【關鍵詞】：陶粒 磷 Plackett-Burman 響應面法 吸附
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 人工濕地填料的除磷現(xiàn)狀9-10
• 1.2 常用的除磷方法10-12
• 1.2.1 化學沉淀法10
• 1.2.2 吸附法10
• 1.2.3 生物法10-11
• 1.2.4 結晶法11-12
• 1.2.5 其他方法12
• 1.3 氨基功能材料的合成及應用12-16
• 1.3.1 氨基材料的合成12-14
• 1.3.2 氨基材料在廢水處理中的應用14
• 1.3.3 氨基材料的吸附除磷機理14-16
• 1.4 水處理濾料的開發(fā)及應用16-18
• 1.4.1 水處理濾料開發(fā)的研究現(xiàn)狀16
• 1.4.2 粉煤灰陶粒的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.3 陶粒改性的研究現(xiàn)狀與發(fā)展17-18
• 1.5 研究目的、意義及內容18-21
• 1.5.1 課題來源18
• 1.5.2 研究目的18
• 1.5.3 研究內容和技術路線18-21
• 2 實驗材料與方法21-27
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.1.1 實驗原料21-22
• 2.1.2 實驗試劑22
• 2.2 實驗儀器及設備22-23
• 2.3 實驗方法23-27
• 2.3.1 陶粒的制備工藝23
• 2.3.2 陶粒基本性能測試23-24
• 2.3.3 Plackett-Burman試驗設計24-25
• 2.3.4 Box-Behnken Design（BBD）響應面法25-27
• 3 新型除磷填料的制備27-55
• 3.1 氨基材料的合成及表征27-28
• 3.1.1 材料的合成27
• 3.1.2 材料的表征27-28
• 3.2 新型除磷填料的制備28-31
• 3.2.1 單因素實驗28-29
• 3.2.2 Plackett-Burman試驗設計29-30
• 3.2.3 Box-Behnken Design（BBD）響應面法30-31
• 3.3 結果與討論31-52
• 3.3.1 氨基材料的表征31-33
• 3.3.2 單因素實驗結果33-38
• 3.3.3 Plackett-Burman試驗結果38-42
• 3.3.4 Box-Behnken Design實驗結果42-51
• 3.3.5 模型擬合51-52
• 3.3.6 新型除磷填料的表征52
• 3.4 本章小結52-55
• 4 新型除磷填料對水中磷酸鹽的吸附研究55-69
• 4.1 實驗試劑與儀器55
• 4.1.1 實驗材料與試劑55
• 4.1.2 實驗儀器55
• 4.2 吸附實驗55-58
• 4.2.1 吸附等溫曲線55-56
• 4.2.2 吸附動力學56-57
• 4.2.3 吸附熱力學57-58
• 4.3 結果與討論58-66
• 4.3.1 標準曲線58
• 4.3.2 吸附等溫模型58-61
• 4.3.3 吸附動力學模型61-64
• 4.3.4 吸附熱力學64-66
• 4.4 本章小結66-69
• 5 結論與展望69-71
• 5.1 結論69
• 5.2 展望69-71
• 致謝71-73
• 參考文獻73-77
• 附錄77
• A. 攻讀碩士期間發(fā)表論文77
• B. 攻讀碩士期間參與科研項目77

【參考文獻】

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本文編號：942698