凹凸棒石深度去除污水中氨氮的规律与机理

来源 :河北地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SteveZou
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凹凸棒石在我国属于一种广泛分布的黏土矿物,由于其自身众多的优良性能,再加之物美价廉,被应用于多种领域。而水体污染已成为一个重要问题,尤其是淡水受到了严重的威胁,氨氮作为水体污染物质之一,使水质量下降,不仅危害环境,还进一步威胁到了生物的正常活动与生存的进行。传统的氨氮去除方式对于氨氮的去除效果不甚理想,而且投入不菲、处理时间长。凹凸棒石作为一种拥有良好吸附性能的矿物材料,又加之在我国其储量丰富,利用凹凸棒石处理氨氮是一个良好的可以提供研究的课题,并且是一个很有前景的方法。本文通过研究凹凸棒石及其改性前后对于水中氨氮去除能力的变化来探讨改性条件的选择,以及吸附机理的探讨。主要研究内容有:通过对比比表面积测试、XRD、FT-IR、SEM与EDS等仪器分析凹凸棒石改性前后的物理化学性质的变化;选取不同的改性方式与多种改性条件(单一改性与复合改性)来进行氨氮吸附实验,对比选取出一种最佳的改性方法;进行吸附等温线方程与吸附动力学的方程拟合,进而探讨得出凹凸棒石对于模拟水样中氨氮去除的机理。主要的研究成果有:对于不同的改性处理最佳条件选择则为:热改性凹凸棒石是500℃,去除率为66%。盐改性凹凸棒石为1.5mol/L的Na Cl溶液,去除率为70.864%。酸改性凹凸棒石是1mol/L的硫酸溶液,去除率为63.567%。碱改性凹凸棒石为1mol/L的Na OH溶液,此为单一改性中去除氨氮效果最好处理条件,去除率达79.783%。盐-热复合改性凹凸棒石的处理方式为先500℃热处理后在1.5mol/L浓度的Na Cl溶液,去除率为81.135%。碱-热复合改性凹凸棒石的处理方式为先500℃热处理后在1mol/L浓度的Na OH溶液,去除率为83.567%,此为复合改性凹凸棒石去除氨氮效果最好处理条件。对于凹凸棒石与500℃热改的凹凸棒石在吸附动力学方程中均是更加拟合准(伪)一级动力学方程,以离子吸附为主;在与吸附等温线的拟合当中,两者也都更加贴合Langmuir的吸附等温线方程,更加倾向单层定位吸附。而以上两种拟合方程式主要用来解释化学吸附,所以凹凸棒石的吸附方式主要是化学吸附。本文所涉及到的实验结论,可以为以后对于凹凸棒石的改性以及黏土矿物对氨氮的去除提供理论依据与基础。
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