基于铵离子筛在中水脱氨氮中的应用研究

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1、天津大学硕士学位论文铵离子筛在中水脱氨氮中的应用研究姓名：王文茜申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：谭欣20061201摘要水体中的氮对生物体来说是最基本的营养物质，但是过量的氮化合物能使藻类大量繁殖，溶解氧锐减，水质严重退化。长期以来，尽管污水处理技术不断改进，对氨态氮等无机营养物质的去除效果已有大幅度提高，但是对中水中氨氮的脱除却存在运行费用高的缺点，致使中水在回用过程中受到了重重阻碍。因此，如何有效降低中水脱除氨氮的成本，已成为现代中水处理技术的一项新课题。本论文利用KAD原土改性制备高性能铵离子筛，并将铵离子筛应用于中水中铵离

2、子的脱除进行了研究。文中对高性能铵离子筛对中水中氨氮的吸附过程、吸附动力学、吸附热力学和饱和铵离子筛的洗脱进行了详细的研究。试验结果表明，高性能铵离子筛对铵的吸附性能较好，30"C时的阳离子交换容量是50mg／g：吸附过程符合Langmuir吸附等温模型，动力学过程符合一级动力学模型：最佳洗脱条件是温度为20"C、Na0H浓度为2．5mol／L、洗脱时间控制在60min，洗脱效率可高达95％。在此试验基础上，本文通过各种表征手段对高性能铵离子筛的吸附作用机理和洗脱机理进行了探讨分析。本研究采用X射线衍射(XRD)对改性前后的KAD样品进行了

3、表征，结果表明，改性过程改变了KAD原土的层状结构，层间距变小。本研究还用SEM对筛体的形貌做了分析，从环境扫描电镜(SEM)图片可以看出KAD的表观形貌在改性前后发生了很大的变化，原有的层状结构表面生成无规则的小颗粒片状产物，但在吸附和洗脱前后并无变化。同时本文还应用X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(瓜)分别对筛体的吸附、洗脱过程结构变化、吸附和洗脱机理做了进一步的探讨研究。关键词：KAD原土，铵离子筛，氨氮，吸附，洗脱ABSTRACTNitrogenisanutrientessentialtoallformsoflifeasabas

4、icbuildingblockofplantandanimalpro—teins．Althoughitisanessentialnutrientforlivingorganisms，toomuchofitcanleadeutrophication．Eversincealongtimeago，thereisadefectofthehigheroperationcosts，althoughtheremovalefficiencyoforganiccontaminatorssuchasammoniahasbeenenhancedfromlarge

5、rangealongwiththegreatimprovementofthewastewatertreatmenttechnology,relatedtoexistentproblemsonthereclaimedwaterreuse．Thereforehowtoreducetheremovalcostshadbeenanewprobleminthereclaimedwatertreatmenttechnology．Thehighcapabilityion—exchangerthatwasmadefromthegivenKADsoilinF

6、ujianprovincehasbeenstudiedinthepaper．Theammoniaisremovedbyhighcapabilityion-exchangerinbatchexperimentunderthedifferentpH，timeandtemperature．Thenwediscussedtheadsorptionprocess，kinetics，thermodynamicsanddesorptionconditions．Theresultsofexperimentwereasfollow：adsorptionope

7、rationisbenerthanothermethods，thehighestcationexchangecapacityis50mg／gat30"C；theadsorptionmodecanbedescribedbyLangmuirisotherm，theadsorptionkineticequationfitstoftrst-orderratereaction；thedesorptionconditionisthatthedurationofdesorptionis60minuteswhenNaOHconcentrationis2．5

8、mol／Lat20。C，thedesorptionefficiencycanbe95％．Basedontheexperimentofammoniaremovalfromrecla