城市污泥制取腐植酸和介孔SiO2及其吸附U(Ⅵ)性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hzduoying001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,我国污水处理能力快速提高,污泥产量同步大幅增加。污泥兼具污染属性和资源属性,如污泥含有大量的水,重金属及病原微生物,危害人类健康;同时污泥中含有丰富的有机质和氮、磷等营养元素,可从中回收资源。因此研究污泥的无害化处置及资源化处理,并打通资源化产品的出路,对我国污泥处理处置技术的发展具有重要的意义。本论文的研究内容如下:(1)以污泥含水率和腐植酸(HA)提取率为考察指标,研究了水热温度、水热时间及碱用量对污泥脱水性能和HA提取率的影响。先通过单因素实验确定三个因素的最佳范围,再通过响应面实验进一步优化实验参数。经过验证水热脱水同时提取HA的最佳工艺参数为:水热温度170°C,水热时间42 min和碱泥比0.05。在最佳条件下污泥含水率降低至46.7%、HA的提取率为89.1%,非常接近预测值。采用ICP、FTIR、SEM等方法表征HA,结果表明HA纯度高(96.2%)、重金属含量远低于国标限值,且含有丰富的官能团,有利于其进一步利用。(2)以提取HA后的水热脱水污泥为实验原料,Na2CO3为反应助剂,在700°C、污泥与Na2CO3质量比为1:0.4的条件下焙烧120 min。焙烧使结晶型SiO2转变为可溶于酸的Na Al SiO4及少量的Na Al O2,酸溶解后污泥的分解率为88.7%。此外,采用溶胶-凝胶法制备了介孔SiO2产品,产率为75.5%,产品中SiO2含量高达98.8%,比表面积为654.9m~2/g,平均孔径为3.36 nm。(3)系统研究了HA和介孔SiO2对U(Ⅵ)的吸附性能。考察了p H、吸附剂质量、吸附时间、共存离子、U(Ⅵ)的初始浓度等参数对吸附性能的影响。结果表明HA吸附U(Ⅵ)的最佳条件为:p H=6,吸附剂用量为5 mg,U(Ⅵ)初始浓度为30 mg/L,最大吸附容量为220.26 mg/g,去除率为93%。吸附动力学研究表明,HA对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附热力学研究表明,HA对U(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,热力学研究表明HA对U(Ⅵ)的吸附过程是自发、放热的过程,低温有助于反应的进行。介孔SiO2对U(Ⅵ)的吸附略有不同,其最佳吸附剂用量为10 mg,最大吸附容量为84.97 mg/g,去除率为89.4%。介孔SiO2对U(Ⅵ)的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,吸附是自发、放热的过程。本论文以城市污泥为研究对象,充分研究了污泥脱水、资源化以及资源化产品的进一步利用途径的全过程,实现了污泥的减量化并充分回收和利用了污泥中的能源和资源。对提高污泥处理处置水平、保护和改善生态环境、促进经济社会和环境可持续发展具有重要的意义。
其他文献
人机交互技术伴随着计算机技术的发展。近年来,随着深度学习的不断发展以及硬件算力的不断提升,使得深度学习在机器人上的应用也有了落地的条件。手势作为人类自然语言中的一种,具有流畅、自然的特点,非常适合用作人机交互研究。轮式机器人作为典型机器人的一种,具有很强的灵活性,其自身又承载着智能汽车的缩影,实现手势识别在轮式机器人上的应用,对未来全面应用的智能汽车十分有价值。本文以视频序列为研究材料,以轮式机器
为改善新能源汽车动力电池组的寿命和安全性能,本文提出了一种基于非均匀翅片的液冷板结构,并开展了基于该结构的液冷热管理系统的设计、优化与实验验证工作。该结构可在均温性、低功耗和轻量化指标上获得综合较优性能。首先,为验证非均匀翅片液冷板设计的可行性,基于建立的数值模型开展了参数影响分析。基于Bernardi电池产热理论,使用实验手段建立锂聚合物电池产热模型、液冷板与电池的流热耦合三维仿真模型并完成了校
兴建于上世纪的综合公园作为城市公共空间的重要组成部分,在过去几十年一直呈现出封闭的空间形式与管理模式。进入21世纪后,随着市民对绿色开放空间需求不断增加,我国综合公园在实现免费开放的基础上又通过拆除围墙等举措作出进一步开放尝试,其开放发展已成为必然趋势。由于综合公园的开放更新仍处于探索初期,与其实践相关的讨论并不充分,近年来公园开放行动愈演愈烈的广州就出现了缺乏回望总结与经验梳理而一味前进的问题。
酸性废水主要包含H2S、NH3、H2O及少量烃类化合物,酸性废水汽提工艺是石化行业主要的废水处理方式。然而典型酸性废水汽提工艺存在铵盐结晶、净化水纯度不足、能耗高等问题,且缺乏对其进行经济分析及过程控制。针对上述问题,本文在典型酸性废水汽提工艺的基础上,开发了侧线热泵精馏技术,基于该技术进行了能耗分析、经济分析及过程控制等研究。主要研究内容如下:(1)本文采用了ELECNRTL热力学模型对典型酸性
雷暴大风是气象领域强对流天气中的一种强灾害天气现象,它属于中小尺度气象天气,具有生成快、强度大、变化多、破坏大和防范难等特性,因此对人们的社会生活和生命安全都有较为强大的威胁性。雷暴大风的识别和预测相较于中长尺度气象天气是更具有挑战性的难题,因此国内外的专家学习对雷暴大风的识别和预测做了大量的研究。在深度学习兴起之后,使用深度学习技术对雷暴大风的识别和预测进行研究也逐渐进入了人们的视野。本文以某省
当前社会的发展对环境保护要求不断提高,燃煤电站的污染物排放日益引起人们的关注,除了氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、粉尘等常规污染物外,还伴有挥发性有机物等非常规污染物。燃煤过程产生的有机污染物以半挥发性和挥发性有机物为主,其排放浓度低,但组分复杂,总量大、毒性高,对生态环境构成重大威胁。当前国家要求推进挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)与NOx等
科学技术的飞速发展带来了知识经济时代,科技创新成为引领现代经济发展的第一动力,也是衡量一个国家综合实力的重要标志。在这一背景下,由大学直接参与创办的大学科技园应运而生,它把蕴藏在大学中的智力优势转换为产业优势与经济优势,成为社会创新动力的来源和支撑创新驱动发展的重要力量。中国的大学科技园经过三十余年的探索发展,规模日渐扩大,模式不断创新,取得了显著成绩,百余所大学科技园被认定为国家大学科技园。园区
建筑膜材作为一种轻质、透光、自洁的建筑材料,不仅在常规的围护结构中得到应用,也成为开合结构常用的建筑材料,其独特的力学性能也催生出了新兴的结构类型——膜结构。目前的膜结构中膜材与刚性构件之间缺乏良好的协同作用,通过膜材的展开与收纳实现结构的开合是最为轻便的一种开合方式,但也存在膜材出现褶皱而易损的问题。针对以上问题,本文提出一种新型气囊式膜结构,在增强膜材与刚性构件的协同作用的同时,其作为开合结构
传统制造业在智能化转型升级的过程中,面临着数据网络异构、设备计算能力不足等多方面的问题和挑战。制造模式呈现出的个性化定制生产趋势,导致制造企业需要在更短的时间内完成更频繁的制造任务调整,这对制造系统在产线规划调度层提出了快速重构的新需求。然而,传统的制造资源受限于自身硬件性能,导致复杂任务重构过程中需要大量的人工参与环节。本文针对这一不足之处,通过研究智能制造设备群体学习技术,提出了可行的解决方案
近年来,氮素污染物是造成水体污染和富营养化的主要原因之一,因此加强废水脱氮研究尤为重要。大量研究表明,光合细菌、硝化细菌、诺卡氏菌及芽孢杆菌等均对养殖水体中的氨氮具有较强的降解能力。本研究以广州市某养猪场废水为实验材料,旨在筛选出高氨氮降解优势菌株,对其进行菌种鉴定,研究其在模拟废水和养殖废水中的氨氮降解特性,为养殖废水氨氮降解提供优良的土著菌种。主要研究内容如下:(1)先后从养殖废水中筛选到两株