本文關(guān)鍵詞：稀土冶煉高濃度氨氮廢水的多模塊處理工藝研究

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【摘要】：本研究針對(duì)稀土冶煉高濃度氨氮廢水中氨氮的濃度難以采用單一方法有效降低的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了多模塊處理工藝。根據(jù)不同濃度的氨氮廢水,分別建立了鳥(niǎo)糞石沉淀法、吸附法以及吸附-介電泳法三個(gè)工藝模塊。并在鳥(niǎo)糞石反應(yīng)裝置中采用鳥(niǎo)糞石沉淀法有效地處理了實(shí)際稀土冶煉高濃度氨氮廢水。具體研究主要分為四個(gè)方面： (1)研究了鳥(niǎo)糞石沉淀法中各因素對(duì)高濃度模擬氨氮廢水處理效果的影響并優(yōu)化了工藝處理?xiàng)l件； (2)探究了各因素對(duì)吸附法和鳥(niǎo)糞石沉淀法處理中濃度模擬氨氮廢水的影響效果并確定最佳反應(yīng)條件； (3)探索吸附-介電泳法對(duì)低濃度模擬氨氮廢水的處理效果及工藝條件； (4)探究了多模塊連續(xù)工藝處理高濃度氨氮廢水的小試及鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器運(yùn)行條件。在鳥(niǎo)糞石沉淀法處理高濃度模擬氨氮廢水的研究中,獲得以下主要結(jié)果： (1)通過(guò)正交試驗(yàn)確定了pH、鎂的投加量、磷的投加量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)沉淀效果的影響,影響大小順序?yàn)閜H磷的投加量鎂的投加量反應(yīng)時(shí)間。通過(guò)改變投藥方式,發(fā)現(xiàn)以液體沉淀劑處理高濃度氨氮廢水時(shí)的去除效果較好,剩余氨氮濃度降低了1149mg/L。(2)通過(guò)單因素影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件,處理濃度為30000mg/L的氯化銨模擬廢水時(shí)的最佳工藝條件為：pH值為9.0, n(Mg):n(N):n(P)為1：1：1,反應(yīng)55min,沉淀30min,氨氮的去除率為96.46%,剩余濃度為540mg/L。處理濃度為8000mg/L的硫酸銨模擬廢水的最佳工藝條件為：pH為9.0,n(Mg):n(N):n(P)為1：1：1,反應(yīng)50min,沉淀30min。氨氮的去除率為95.76%,剩余濃度為180mg/L在處理中濃度模擬氨氮廢水的實(shí)驗(yàn)研究中,獲得以下主要結(jié)果： (1)人造沸石對(duì)不同初始濃度下的氨氮去除率在前60min迅速提高,反應(yīng)平衡時(shí)間為120min。(2)鳥(niǎo)糞石沉淀法對(duì)中濃度氨氮去除效果的影響實(shí)驗(yàn)中,最佳工藝條件為：pH值在9.0-10.0,反應(yīng)60min。初始濃度為500mg/L時(shí),氨氮去除率高達(dá)96.53%。 (3)相同初始濃度下,鳥(niǎo)糞石沉淀法對(duì)氨氮的去除效果優(yōu)于吸附法,沸石吸附法對(duì)氨氮的去除率僅為75%,鳥(niǎo)糞石沉淀法比吸附法提高了21.5%。在吸附-介電泳法處理低濃度模擬氨氮廢水的研究中,主要結(jié)論為：(1)確定了人造沸石的最佳投加量為2g/L,吸附-介電泳法比單純吸附法對(duì)氨氮去除率提高了20%,氨氮的剩余濃度只有4mg/L。 (2)考察了施加電壓對(duì)吸附-介電泳法去除氨氮的影響,15V為吸附-介電泳法處理低濃度氨氮的最佳電壓。氨氮的去除率最高為94%,氨氮的剩余濃度最低為1.8mg/L。(3)考察處理時(shí)間對(duì)氨氮去除率的影響,最佳介電泳處理時(shí)間為20 min,氨氮去除率比單純吸附提高了24%。在多模塊處理高濃度實(shí)際氨氮廢水的研究中,獲得的主要結(jié)果如下：(1)處理初始濃度為22550mg/L的氯化銨廢水,經(jīng)過(guò)第一個(gè)模塊—二級(jí)鳥(niǎo)糞石沉淀反應(yīng)后,氨氮總?cè)コ蕿?9.17%；第二模塊—沸石吸附法處理后氨氮濃度為50mg/L；第三模塊—吸附-介電泳法處理后,氨氮的剩余濃度為47.5mg/L。(2)初始濃度為6640mg/L的硫酸銨實(shí)際廢水經(jīng)二級(jí)鳥(niǎo)糞石沉淀反應(yīng)后,剩余氨氮的濃度降到18.8mg/L,吸附-介電泳法處理后降為17.8mg/L。在鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器處理高濃度模擬氨氮廢水的試驗(yàn)研究中,主要考察了pH值對(duì)氨氮去除率的影響,pH值為8左右時(shí),氨氮的去除率即可達(dá)96.73%。初始濃度為23700mg/L和60000mg/L的實(shí)際氨氮廢水連續(xù)進(jìn)行二級(jí)鳥(niǎo)糞石沉淀反應(yīng),pH為8.0,反應(yīng)時(shí)間為60min,停留30min,氨氮的總?cè)コ史謩e高達(dá)99.87%和99.88%,生成的沉淀產(chǎn)物為優(yōu)質(zhì)的緩釋肥料,實(shí)現(xiàn)氨氮的資源化利用。
【關(guān)鍵詞】：氨氮廢水 鳥(niǎo)糞石沉淀法 吸附法 吸附-介電泳 鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器
【學(xué)位授予單位】：中央民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X758
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 高濃度氨氮污染現(xiàn)狀14
• 1.1.2 高濃度氨氮的危害14-15
• 1.1.3 稀土濕法冶煉高濃度氨氮廢水的種類15-16
• 1.2 處理氨氮廢水的主要技術(shù)16-18
• 1.2.1 吹脫法與汽提法16-17
• 1.2.2 吸附法17
• 1.2.3 折點(diǎn)氯法17
• 1.2.4 化學(xué)沉淀法17-18
• 1.2.5 生物法18
• 1.3 鳥(niǎo)糞石沉淀法國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)18-20
• 1.3.1 鳥(niǎo)糞石沉淀法影響因素19-20
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外鳥(niǎo)糞石回收裝置研究進(jìn)展20
• 1.4 吸附法國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展20-22
• 1.4.1 礦物類吸附劑21
• 1.4.2 納米材料吸附劑21
• 1.4.3 廢棄物吸附劑21-22
• 1.5 介電泳技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-26
• 1.5.1 介電泳的概念22-23
• 1.5.2 介電泳的力學(xué)公式23-24
• 1.5.3 介電泳技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用進(jìn)展24-26
• 1.6 研究?jī)?nèi)容和意義26-29
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容26-27
• 1.6.2 技術(shù)路線27-28
• 1.6.3 研究意義28-29
• 第二章 鳥(niǎo)糞石沉淀法處理高濃度氨氮廢水的研究29-51
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器29-30
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑29
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法30-32
• 2.2.1 沉淀劑種類的篩選30
• 2.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)30
• 2.2.3 單因素對(duì)高濃度氨氮去除效果的影響30-32
• 2.2.4 鳥(niǎo)糞石沉淀產(chǎn)物的表征32
• 2.2.5 氨氮測(cè)定方法32
• 2.2.6 磷測(cè)定方法32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論32-49
• 2.3.1 沉淀劑組合的篩選32-33
• 2.3.2 正交設(shè)計(jì)結(jié)果分析33-34
• 2.3.3 鳥(niǎo)糞石沉淀法中單因子影響因素研究34-44
• 2.3.4 鳥(niǎo)糞石沉淀產(chǎn)物表征44-49
• 2.4 本章小結(jié)49-51
• 第三章 中濃度氨氮廢水的處理工藝研究51-67
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器51-52
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑51
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器51-52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法52-53
• 3.2.1 篩選吸附材料52
• 3.2.2 人造沸石投加量對(duì)中濃度氨氮去除效果影響實(shí)驗(yàn)52
• 3.2.3 接觸時(shí)間對(duì)中濃度氨氮去除效果影響實(shí)驗(yàn)52
• 3.2.4 沸石吸附氨氮?jiǎng)恿W(xué)實(shí)驗(yàn)52
• 3.2.5 pH值對(duì)中濃度氨氮去除效果影響實(shí)驗(yàn)52
• 3.2.6 初始濃度對(duì)中濃度氨氮去除效果影響實(shí)驗(yàn)52-53
• 3.2.7 鳥(niǎo)糞石沉淀法處理中濃度氨氮模擬廢水實(shí)驗(yàn)53
• 3.2.8 吸附前后沸石的SEM表征53
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論53-65
• 3.3.1 吸附材料的篩選53-55
• 3.3.2 沸石投加量對(duì)氨氮去除效果的影響55-56
• 3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)氨氮去除效果的影響56-57
• 3.3.4 沸石吸附氨氮?jiǎng)恿W(xué)研究57-59
• 3.3.5 pH值對(duì)氨氮去除效果的影響59
• 3.3.6 不同初始濃度對(duì)氨氮去除效果的影響59-60
• 3.3.7 鳥(niǎo)糞石沉淀法處理中濃度氨氮模擬廢水60-62
• 3.3.8 吸附前后沸石的SEM表征62-65
• 3.4 本章結(jié)論65-67
• 第四章 吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的研究67-80
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器67-68
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法及裝置68-69
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法68-69
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置69
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論69-79
• 4.3.1 吸附劑和電極種類對(duì)吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響69-70
• 4.3.2 投加量對(duì)沸石吸附-介電泳處理低濃度氨氮廢水的影響70-71
• 4.3.3 電壓對(duì)沸石吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響71-72
• 4.3.4 處理時(shí)間對(duì)沸石吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響72-73
• 4.3.5 初始濃度對(duì)吸附-介電泳法處理低濃度氨氮廢水的影響73-74
• 4.3.6 介電泳前后沸石的SEM表征74-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第五章 多模塊處理氨氮廢水的工藝及鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器研究80-94
• 5.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器80
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法及裝置80-83
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)方法81-82
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置82-83
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論83-92
• 5.3.1 多模塊處理模擬氨氮廢水的小試試驗(yàn)83-85
• 5.3.2 鳥(niǎo)糞石-吸附-介電泳多模塊處理實(shí)際氨氮廢水小試試驗(yàn)85-86
• 5.3.3 鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器處理高濃度模擬氨氮廢水的試驗(yàn)86-88
• 5.3.4 鳥(niǎo)糞石反應(yīng)器處理高濃度實(shí)際氨氮廢水的試驗(yàn)88-89
• 5.3.5 鳥(niǎo)糞石沉淀產(chǎn)物表征89-92
• 5.3.6 鳥(niǎo)糞石沉淀反應(yīng)成本效益分析92
• 5.4 本章小結(jié)92-94
• 結(jié)論與展望94-97
• 創(chuàng)新點(diǎn)97-98
• 參考文獻(xiàn)98-106
• 致謝106-107
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄107

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本文編號(hào)：544877