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论文开题:改性沸石去除氨氮的热力学研究

发表时间:2013/8/25 7:10:37


大学本科毕业论文(设计)开题报告

课题名称 改性沸石去除氨氮的热力学研究

1、本课题的的研究目的和意义:
随着我国经济的高速发展,伴随而来的是人口的剧增和工农业规模迅猛扩大,水污染日趋严重,其中由于氨氮废水大量排入,特别是高浓度氨氮废水排放量不断增大,造成海洋出现赤潮现象,湖泊出现水华现象,这种富营养化了藻类和微生物的大量繁殖,水中的溶解氧过度消耗,复氧速率明显小于耗氧效率,最终导致鱼类大量的死亡,甚至出现湖泊的干涸灭亡。另外由于一些工业的排放的氨氮废水成分复杂,毒性强,又具有很强的致癌性,加深水体的污染。与此同时也给给水工程带来很大的困难,出现水质恶化,形成生物垢堵塞管道及设备,影响热效益等问题。本课题通过对天然沸石进行改性,考察改性沸石对废水中氨氮的去除率,确定最佳的改性方法及改性条件,既而在这一最优方法及改性条件下深入研究它的实践意义,开发有市场意义的高效改性沸石。
为什么选择沸石来
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成本约为3.61元。
罗光英[2]用折点加氯法对氨氮废水进行处理,考察了加氯量与各水质指标之间的关系,证明该方法可以去除废水中的氨氮。但是处理过程需要通人大量的氯,处理成本较高。
杨阳[3]等采用MAP法处理含氨氮1000mg/L养猪废水,考察了该方法处理养猪废水的的影响因素。在pH=9.5,n(PO43-):n(NH4+):n(Mg2+)=1:1:1.2,反应10min时,去除率达到95.15%。采用分段加药方式,处理效果达到97.2,使MAP法工艺条件得到进一步优化。
熊小京[4]等考察了初始氨氮浓度、pH、通水流量、沸石再生次数等因素对氨氮处理效果的影响。氨氮初始浓度在100mg/L ~300mg/L时,吸附平衡时间为6h。碱性条件有利于氨氮的吸附,适宜通水流速为0.4m/h。
唐艳[5]等用电渗析对氨氮浓度为534.59mg/L的废水进行实验研究,确定最佳的工艺条件为电压55V,废水流量24L/h,此时的氨氮去除率可达到排放标准。
日本Aichi大学生物实验室和Aichi-ken农业研究中心,利用日本西南地区水稻田对氨氮进行吸收。研究表明,只需占总面积5%的水稻田就可以吸收该地区所有排污渠中一半的氨氮负荷。但用于土壤灌溉的废水必须经过预处理,去除病菌、重金属、酚类、氰化物、油类等有害物质,防止对地面、地下水的污染及病菌的传播。
杜红章[6]等运用催化湿式氧化法对CODCr浓度6305mg/L,氨氮浓度3775mg/L的焦化污水进行处理,在280℃ ,8.0MPa反应条件下,CODCr和氨氮的去除率分别达到99.5%和99.90%。
顾年福[7]等对高浓度氨氮废水作了超声波处理,结果表明,随着pH的升高,氨氮的去除效果越好;随着氨氮浓度和气液比增大,氨氮的降解率也升高,当其值增大到一定程度时,在一定声场下,随着辐射时间的演唱,氨氮降解率基本不变。在优化条件pH值l 1,气液比800,氨氮浓度4948mg/L,经超声辐射2h后,降解率可达97.64%,可达标排放。
中国对沸石的开发和利用与国外相比起步晚、水平低、速度慢,今后应加强沸石处理废水的基础理论研究,并在此基础上加强沸石的活化与改性研究,提高其吸附容量,同时应研究开发实用技术及与处理工艺相配套的废水处理装置,例如与生物固定化技术相结合等,促进沸石在废水处理领域的推广与应用。





3、 本课题的主要研究内容(提纲)和成果形式:
主要研究内容:
(1)采用不同方法对沸石进行改性,包括HCl改性、NaOH改性、NaCl改性、焙烧改性、NaCl焙烧联合改性,通过考察各方法改性的沸石对废水中氨氮的去除率,确定最佳的改性方法及改性条件。
(2)研究改性沸石吸附废水中氨氮离子过程的吸附等温模型。
(3)对改性沸石吸附废水中氨氮离子过程的热力学进行研究。
成果形式:提交毕业论文




4、拟解决的关键问题:
(1)不同改性条件下,改性沸石对氨氮废水的去除率的计算。
(2)改性沸石吸附氨氮的等温吸附模型的确定。
(3)改性沸石吸附氨氮过程热力学参数的计算。


5、研究思路、方法和步骤:
对天然沸石进行改性,通过考察改性沸石对废水中氨氮的去除率,确定最佳的改性方法及改性条件。进而研究改性沸石吸附氨氮过程的等温吸附模型以及热力学。
研究方法和步骤:
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