論文開題：改性沸石去除氨氮的熱力學研究

大學本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告

課題名稱 改性沸石去除氨氮的熱力學研究

1、本課題的的研究目的和意義：
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，伴隨而來的是人口的劇增和工農(nóng)業(yè)規(guī)模迅猛擴大，水污染日趨嚴重，其中由于氨氮廢水大量排入，特別是高濃度氨氮廢水排放量不斷增大，造成海洋出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象，湖泊出現(xiàn)水華現(xiàn)象，這種富營養(yǎng)化了藻類和微生物的大量繁殖，水中的溶解氧過度消耗，復氧速率明顯小于耗氧效率，最終導致魚類大量的死亡，甚至出現(xiàn)湖泊的干涸滅亡。另外由于一些工業(yè)的排放的氨氮廢水成分復雜，毒性強，又具有很強的致癌性，加深水體的污染。與此同時也給給水工程帶來很大的困難，出現(xiàn)水質(zhì)惡化，形成生物垢堵塞管道及設(shè)備，影響熱效益等問題。本課題通過對天然沸石進行改性，考察改性沸石對廢水中氨氮的去除率，確定最佳的改性方法及改性條件，既而在這一最優(yōu)方法及改性條件下深入研究它的實踐意義，開發(fā)有市場意義的高效改性沸石。
為什么選擇沸石來
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成本約為3.61元。
羅光英[2]用折點加氯法對氨氮廢水進行處理，考察了加氯量與各水質(zhì)指標之間的關(guān)系，證明該方法可以去除廢水中的氨氮。但是處理過程需要通人大量的氯，處理成本較高。
楊陽[3]等采用MAP法處理含氨氮1000mg/L養(yǎng)豬廢水，考察了該方法處理養(yǎng)豬廢水的的影響因素。在pH=9.5，n(PO43-):n(NH4+)：n(Mg2+)=1:1:1.2，反應(yīng)10min時，去除率達到95.15%。采用分段加藥方式，處理效果達到97.2，使MAP法工藝條件得到進一步優(yōu)化。
熊小京[4]等考察了初始氨氮濃度、pH、通水流量、沸石再生次數(shù)等因素對氨氮處理效果的影響。氨氮初始濃度在100mg/L ~300mg/L時，吸附平衡時間為6h。堿性條件有利于氨氮的吸附，適宜通水流速為0．4m／h。
唐艷[5]等用電滲析對氨氮濃度為534.59mg／L的廢水進行實驗研究，確定最佳的工藝條件為電壓55V，廢水流量24L/h，此時的氨氮去除率可達到排放標準。
日本Aichi大學生物實驗室和Aichi-ken農(nóng)業(yè)研究中心，利用日本西南地區(qū)水稻田對氨氮進行吸收。研究表明，只需占總面積5%的水稻田就可以吸收該地區(qū)所有排污渠中一半的氨氮負荷。但用于土壤灌溉的廢水必須經(jīng)過預處理，去除病菌、重金屬、酚類、氰化物、油類等有害物質(zhì),防止對地面、地下水的污染及病菌的傳播。
杜紅章[6]等運用催化濕式氧化法對CODCr濃度6305mg／L，氨氮濃度3775mg／L的焦化污水進行處理，在280℃ ，8.0MPa反應(yīng)條件下，CODCr和氨氮的去除率分別達到99．5％和99．90%。
顧年福[7]等對高濃度氨氮廢水作了超聲波處理，結(jié)果表明，隨著pH的升高，氨氮的去除效果越好；隨著氨氮濃度和氣液比增大，氨氮的降解率也升高，當其值增大到一定程度時，在一定聲場下，隨著輻射時間的演唱，氨氮降解率基本不變。在優(yōu)化條件pH值l 1，氣液比800，氨氮濃度4948mg／L，經(jīng)超聲輻射2h后，降解率可達97.64％，可達標排放。
中國對沸石的開發(fā)和利用與國外相比起步晚、水平低、速度慢，今后應(yīng)加強沸石處理廢水的基礎(chǔ)理論研究，并在此基礎(chǔ)上加強沸石的活化與改性研究，提高其吸附容量，同時應(yīng)研究開發(fā)實用技術(shù)及與處理工藝相配套的廢水處理裝置，例如與生物固定化技術(shù)相結(jié)合等，促進沸石在廢水處理領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。





3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
主要研究內(nèi)容：
（1）采用不同方法對沸石進行改性，包括HCl改性、NaOH改性、NaCl改性、焙燒改性、NaCl焙燒聯(lián)合改性，通過考察各方法改性的沸石對廢水中氨氮的去除率，確定最佳的改性方法及改性條件。
（2）研究改性沸石吸附廢水中氨氮離子過程的吸附等溫模型。
（3）對改性沸石吸附廢水中氨氮離子過程的熱力學進行研究。
成果形式：提交畢業(yè)論文




4、擬解決的關(guān)鍵問題：
（1）不同改性條件下，改性沸石對氨氮廢水的去除率的計算。
（2）改性沸石吸附氨氮的等溫吸附模型的確定。
（3）改性沸石吸附氨氮過程熱力學參數(shù)的計算。


5、研究思路、方法和步驟：
對天然沸石進行改性，通過考察改性沸石對廢水中氨氮的去除率，確定最佳的改性方法及改性條件。進而研究改性沸石吸附氨氮過程的等溫吸附模型以及熱力學。
研究方法和步驟：
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