摘 要

水体中过量的磷会导致富营养化，对人类的健康和环境造成危害。在各种处理方法中吸附法具有经济实用、除磷效率高、吸附量大等优点而被广泛使用。其中，金属氧化物吸附剂由于对磷具有专属吸附作用受到广泛关注，但其细小的颗粒形态限制了其工程应用。本研究将纳米镧锆双金属氧化物负载于大颗粒的D201树脂上，制备出一种新型的树脂基吸附剂La-Zr-D201，并通过一系列的单因素吸附实验，对复合吸附剂的性能进行评价。实验结果表明负载镧锆双金属氧化物的D201树脂比负载单一金属氧化物的D201树脂具有更好的吸磷效果。当温度为298K，pH值为6.5±0.3时，La-Zr-D201对磷的Langmuir拟合最大吸附容量为61.31mg·g^-1。温度越高时，La-Zr-D201的吸附效果越好，温度的升高对吸附量的促进作用较为明显。随着pH增大，La-Zr-D201除磷的效果先增强后减弱，当pH值在6～8的中性范围内对磷的去除效果最佳。在Cl^-、F^-、SO₄^2-三种竞争离子存在的情况下，La-Zr-D201仍能保持较好的吸附容量，对磷具有较高的吸附选择性。随着时间推移，La-Zr-D201对磷的吸附效果越来越好，在400min左右时，吸附量基本达到饱和，达到吸附平衡。柱吸附实验表明La-Zr-D201有优秀的动态吸附性能，对磷的有效处理量达到1350BV，比D201提高了8～9倍，并且可以用5％NaOH 5％NaCl溶液有效地脱附再生。

关键词：树脂 复合吸附剂 镧氧化物 锆氧化物 吸附除磷

Abstract

Phosphate originated from industrial effluents can lead to eutrophication of the receiving waterways especially. Among various treatment techniques, adsorption method is economical and practical, with high phosphorus removal efficiency and large adsorption capacity.Among present adsorbents, the metallic oxides have received widespread attention due to its exclusive adsorption capacity for phosphorus. But their fine particles form limits its application. In this study, La-Zr dual-metal oxides were loaded on the anion exchange resin named D201 to prepare a novel composite adsorbent La-Zr-D201. The adsorption performance of the composite adsorbent was evaluated through experiments.La-Zr-D201 has better adsorption performance than D201 loaded with each single metallicoxide.The maximum adsorption capacity of La-Zr-D201 for phosphorus is 61.31mg·g^-1 when the temperature is 308K and the pH value is 5.8.With the higher temperature,the adsorbent obviously performs greater adsorption capacity.The adsorption performance of La-Zr-D201 enhances when pH＜6 and weakens when pH＞8 with the increase in pH value while the ideal pH for adsorption is proved to be 6～8.Although competitive ions like Cl^-、F^-、SO₄^2- exist, La-Zr-D201 still exhibits fair adsorption capacity for phosphorus,indicating its favorable adsorption selectivity for phosphorus compared with the raw material D201.The adsorption capacity of La-Zr-D201 grows along with time and reaches adsorption equilibrium at about 400min.Column adsorption experiment shows that La-Zr-D201 has excellent dynamic adsorption performance as effective treatment capacity is about 1350BV and improves about 8～9 times compared with the raw material D201.The phosphorus adsorbed by La-Zr-D201 can be desorbed effectively with 5％NaOH 5％NaCl solution.

Keywords: polymer; composite adsorbent; lanthanum oxides; zirconium oxides; phosphate removal

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 前言 1

1.1水体中磷的污染概况 1

1.2常用的处理含磷废水技术 1

1.2.1生物法除磷 1

1.2.2化学法除磷 2

1.2.3吸附法除磷 2

1.2.4结晶法除磷 2

1.2.5离子交换法除磷 3

1.2.6电渗析法除磷 3

1.3吸附除磷的研究进展 3

1.3.1常见的除磷吸附剂 3

1.3.2吸附技术瓶颈 4

1.4镧、锆氧化物吸附磷 4

1.5本论文的意义 6

第二章 实验部分 7

2.1 试剂与方法 7

2.1.1试剂 7

2.2.2仪器 7

2.2实验方法 8

2.2.1吸附剂制备 8

2.2.2磷溶液的配置 8

2.2.3磷的测定 8

2.2.4 La-Zr-D201的表征 9

2.2.5吸附等温线实验 9

2.2.6 pH的影响实验 9

2.2.7竞争吸附试验 9

2.2.8吸附动力学实验 10

2.2.9吸附柱实验 10

第三章 结果与讨论 11

3.1吸附剂的表征 11

3.2吸附等温线实验 12

3.3 pH值的影响实验 15

3.4竞争吸附实验 15

3.5吸附动力学实验 16

3.6柱吸附实验 18

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 前言

1.1水体中磷的污染概况

磷是生物生存的必要元素之一。然而大量含有高浓度磷酸盐的废水会破坏自然生态系统和自然水质，也是造成河流、湖泊和海洋富营养化和水体中鱼类虾类等水生生物大量死亡的主要原因。过量的磷会造成水面蓝藻爆发，大量降低水体中的溶解氧含量，减少水体生态系统的生物多样性，造成水质变差，直接影响人们的正常生活。

水体中磷主要来源于工业废水和生活污水中的含磷有机物、农药化肥的使用。通过调查可以发现，大约有60%的磷酸盐是来自城市污水^[1]。而城市污水中的磷有各种存在形式，其中主要以各种磷酸盐的形式存在，包括正磷酸盐、聚合磷酸盐^[2]。在微生物厌氧水解、好氧氧化等作用下，聚合磷酸盐和有机磷都会转化或者部分转化为正磷酸盐，所以城市污水在经过传统二级处理后的出水中以无机磷为主^[2]。因此，在含磷废水处理过程中，最重要的问题是如何去除正磷酸盐^[3]。

1.2常用的处理含磷废水技术

1.2.1生物法除磷

生物除磷的基本原理是：多种微生物先在厌氧状态下释放其细胞中的聚合磷酸盐，然后在有氧条件下，从水中吸收磷并在细胞体内转化为聚合磷酸盐以满足自身生理需要^[4]。在此过程中，水体中的磷酸盐转入污泥中，通过沉淀从系统中排出，从而实现除磷的效果^[5]。常见的生物除磷工艺有A/O工艺，A²/O工艺，UCT工艺，SBR工艺，Bardenpho工艺，Phoredox工艺，EBPR工艺等^[6]。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：