2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、氨氮和磷是自然界中重要的營養(yǎng)元素,但也是造成水體富營養(yǎng)化以及其他生態(tài)問題的主要污染物,飲用水水源中氨氮和磷超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重影響水廠處理效能以及出廠水水質(zhì),因此有必要尋找一種高效的氮磷去除方法來保障飲用水水質(zhì)安全。炭黑作為一種新興廉價(jià)環(huán)保的吸附劑,在飲用水處理過程中有著很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值以及廣闊的應(yīng)用前景。本研究選用炭黑對(duì)水中氨氮和磷進(jìn)行吸附去除,并通過對(duì)其進(jìn)行改性以增強(qiáng)氨氮和磷的吸附效能。
  通過對(duì)改性方式的篩選與優(yōu)化,最終采用Fento

2、n試劑對(duì)炭黑進(jìn)行改性處理,通過對(duì)改性后的炭黑進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn),炭黑經(jīng)過Fenton試劑處理后表面極性以及親水性均有所增長,羧基、酚羥基等含氧官能團(tuán)數(shù)量顯著增加;具有完整的碳架以及蜂窩狀孔隙結(jié)構(gòu),比表面積和孔隙率均有較大幅度的增加;孔隙內(nèi)外覆蓋有大小不一的顆粒物,表面晶型結(jié)構(gòu)與鈉黃鐵釩以及羥基硫酸鐵相符,載鐵量為114.16mg/g,在堿性環(huán)境下具有更高的載鐵強(qiáng)度。
  以改性炭黑作為吸附劑,對(duì)水中氨氮和磷的去除效能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,

3、改性炭黑對(duì)氨氮的去除適合在偏堿性環(huán)境下進(jìn)行,對(duì)磷的去除則適合在酸性環(huán)境下進(jìn)行,且對(duì)磷的去除過程受pH的影響相對(duì)較小。提高改性炭黑投加量以及環(huán)境溫度均有助于提高對(duì)氨氮和磷的去除率。氨氮和磷的初始濃度能夠增加炭黑的平衡吸附量,改性炭黑在氨氮的初始濃度小于7mg/L、磷的初始濃度小于15mg/L時(shí)均能取得90%以上的去除率。常見的共存競(jìng)爭(zhēng)離子中,二價(jià)及三價(jià)陽離子對(duì)氨氮的去除具有較強(qiáng)的抑制作用,而CO32-以及SO42-則能夠強(qiáng)烈抑制改性炭黑對(duì)

4、磷的吸附去除。此外本研究還對(duì)改性炭黑的解吸附以及再生性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明,改性炭黑在吸附氨氮之后采用鹽酸、在吸附磷之后采用碳酸鈉及氫氧化鈉均可取得較高的再生效率。
  通過動(dòng)力學(xué)以及熱力學(xué)模型的擬合,對(duì)改性炭黑吸附氨氮和磷的機(jī)理進(jìn)行分析。擬合結(jié)果表明,改性炭黑對(duì)氨氮和磷的吸附過程在動(dòng)力學(xué)上均符合Langegren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型以及顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型。改性炭黑對(duì)兩種目標(biāo)物的吸附過程均為自發(fā)進(jìn)行的吸熱過程,對(duì)氨氮的吸附符合Langmu

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