新型IEF西湖入湖溪流脫氮除磷試驗(yàn)研究.pdf

1、杭州西湖已經(jīng)列入世界文化自然遺產(chǎn)，但是由于湖水總氮濃度超標(biāo)而被列為劣 V類水體。降低西湖入湖溪流氮磷通量是提升西湖水質(zhì)指標(biāo)的有力措施之一，具有良好的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值和研究意義。
　　本論文開展新型陰離子生物質(zhì)離子交換纖維（簡稱LSIEF-II和LSIEF-III）吸附去除水中氮磷的模擬試驗(yàn)研究，研究其氮、磷吸附效果，并考察多種環(huán)境因素對氮、磷吸附效果的影響，確定最佳吸附條件，并對其吸附再生工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究。同時(shí)，在最佳吸附條件下，考

2、察了新型陰離子交換纖維對西湖入湖溪水的脫氮除磷效果，以利于實(shí)際應(yīng)用。此外，根據(jù)吸附熱力學(xué)和動力學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到相應(yīng)速率常數(shù)，可以為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和污水處理裝置的運(yùn)行提供基礎(chǔ)信息，對于技術(shù)應(yīng)用具有重要實(shí)際意義。本論文得到如下結(jié)論：
　?。?）對自主制備的 LSIEF-II型生物質(zhì)離子交換纖維進(jìn)行熱重分析，表明其在低溫時(shí)熱穩(wěn)定性好，適合用于西湖入湖溪流的脫氮除磷實(shí)際應(yīng)用；對其進(jìn)行XPS分析，表明其主要為季胺基陰離子交換纖維。<

3、br>　?。?）通過LSIEF-II型生物質(zhì)離子交換纖維對PO43-進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：pH=5-9，吸附劑投加量為3 g/mg(P)時(shí)，PO43-的吸附效果最好，去除率可達(dá)95％以上；由吸附動力學(xué)曲線可知，在30min左右該吸附過程就已基本達(dá)到平衡，表明是一個(gè)快速的物理吸附過程，偽二級動力學(xué)模型能很好的描述該離子交換纖維吸附PO43-的動力學(xué)行為；Langmuir模型能更好的描述該吸附過程，屬于單分子層吸附，其最大吸附容量

4、為0.506 mmol/g。
　　（3）LSIEF-II型生物質(zhì)離子交換纖維進(jìn)行動態(tài)吸附試驗(yàn)，吸附柱填料高度和過柱流速對水體脫氮效果具有明顯的影響。當(dāng)填料高度分別為10 cm、15 cm、20 cm時(shí)，NO3-的穿透時(shí)間分別為10.466 h、11.728 h、15.067 h，吸附飽和時(shí)間分別為13.6 h、18.3 h、23.4 h；TN的穿透時(shí)間分別為8.593 h、11.761 h、18.029 h，吸附飽和時(shí)間分別為14

5、.4 h、9.4 h、6.9 h。此外，在吸附柱填料高度為10 cm的條件下，隨著流速增大，溶液在床層中停留時(shí)間減少，吸附劑吸附效率降低，即增加過柱流速不利于硝酸鹽氮的去除。過柱流速分別為10 mL/min、15 mL/min、20 mL/min時(shí)，NO3-的穿透時(shí)間分別為10.466 h、5.935 h、2.291 h，吸附飽和時(shí)間分別為14.4 h、9.2 h、6.3 h；TN的穿透時(shí)間分別為8.593 h、5.972 h、2.67

6、5 h，吸附飽和時(shí)間分別為14.4 h、9.4 h、6.9 h。同時(shí)可以看出：新型吸附劑對TN的去除主要是通過對硝酸鹽氮的去除得以實(shí)現(xiàn)的。
　?。?）LSIEF-II型生物質(zhì)離子交換纖維吸附再生工藝研究表明：HCl溶液是最佳的再生劑，0.1 mol/L是最佳濃度，解吸率達(dá)84%，再生五次后，吸附劑的吸附容量仍能達(dá)到原吸附量的65%左右。
　?。?）初步探索采用自由基聚合反應(yīng)制備出LSIEF-III型生物質(zhì)離子交換纖維，其最佳