硅藻土基复合吸附材料的制备、表征及其吸附性能的研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringThepreparationandcharacterizationofdiatomitecompositeabsorbentanditsstudyontheadsorptionpropertiesMasterCandidate：YiyuanWuMajor：EnvironmentalEngineeringSupervisor：Prof.NingDuanWuhanUni

2、versityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay24,2015摘要近几年国内外各水域富营养化严重，磷是导致富营养化现象产生的重要原因。因此研发高效吸附材料是控制此种环境污染的研究热点。本文研究内容如下：（1）将基材硅藻土，与辅材钢渣、粉煤灰进行复合烧结，制取颗粒吸附材料。综合对比不同辅材时的吸磷性能，确定选用钢渣作为制备复合吸附材料的辅材。（2）通过制备条件的单因素试验和正交试验，综合材料强度和吸磷性能，确定其最佳制备条件为：质量配比6:4，黏结和致孔材料含量分别为25%和8%

3、，烧结时间和温度分别为120min和700℃。（3）通过试验分析，温度为25℃、投加量22.5g/L、pH=7、吸附时间为16h时，复合吸附材料吸磷效果最佳。（4）通过复合吸附材料的静态浸出试验，得出复合吸材料能提供生成钙磷沉淀的微环境，并且供钙释碱的稳定性影响吸磷效果。复合吸附材料的供钙释碱动力学分析说明，其供钙过程为慢反应扩散机制。（5）通过吸磷性能机理试验分析表明，吸磷过程可用L型等温方程以及准二级动力学描述，温度升高而吸附量增加。热力学分析，其对磷的吸附是吸热过程，反应自发进行，对温度轻度敏感的。吸磷时同时存在物理吸附和化学吸附，以化学吸

4、附为主，主要是生成了磷酸钙等沉淀。复合吸附材料吸磷饱和后，在蒸馏水中的解吸率很低，稳定性好，在3%HCl溶液中解吸率可以达到70%以上，可回收利用。关键词：硅藻土；复合吸附材料；吸磷；机理IAbstractPhosphorusisoneoftheimportantcausesfortheeutrophicationwatersathomeandabroadinrecentyears.Thereforethedevelopmentoftheadsorbentmaterialisresearchfocusaboutcontrolofeutrophic

5、.(1)Diatomitewasadoptedasbasicmaterialtodevelopparticleadsorptionmaterialsbycombiningflyashandsteelslag,respectively.Throughcomparisonofdifferentcomplementarymaterial,Steelslagwasidentifiedastheauxiliarymaterialusedforthepreparationofcompoundadsorptionmaterial.(2)Throughsingl

6、efactorexperimentandorthogonalexperimentaboutpreparationconditions,ComprehensivecomparisonoftheanalysisresultsofStrengthofmaterialsandadsorptionproperties,theoptimumpreparationprocessconditionsforparticleadsorptionmaterialswasamixingratioof6:4,25%bondmaterial,8%pore-foamingag

7、ent,aroastingtemperatureof700℃,aroastingtimeof120min.(3)Theoptimumconditionsthattheparticleadsorptionmaterialsremovedphosphorusinwastewaterwerethattheadsorptiontemperatureof25℃,theusageofadsorptionmaterialswas22.5g/L,pH=7,theadsorptiontimeof960min,phosphorusremovalrateisthebe

8、st.(4)Throughthestaticleachingexperimentalofthecompositeadsorptionma