磷酸銨鎂法循環(huán)去除煤氣化廢水中氨氮的研究

【摘要】：隨著能源市場(chǎng)的調(diào)整,煤炭的氣化技術(shù)在我國(guó)得到快速發(fā)展。但隨著煤氣化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的煤氣化廢水。煤氣化廢水中含有大量的雜環(huán)、酚類(lèi)、生物毒性有機(jī)物及氨氮。由于廢水中大量難降解有機(jī)物的存在,使得微生物的硝化及反硝化作用受到了嚴(yán)重抑制,導(dǎo)致生化法除氮效果極差。而磷酸銨鎂結(jié)晶法可以避免煤氣化廢水中有機(jī)物的生物毒性,可以高效穩(wěn)定的去除廢水中的氨氮。利用磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中的氨氮的運(yùn)行條件,影響因素及化學(xué)污泥的處理是本研究的核心。采用響應(yīng)面優(yōu)化法、結(jié)晶與晶體結(jié)構(gòu)分析、分子量分布法及電滲析系統(tǒng)回收磷酸銨鎂循環(huán)沉氨等技術(shù)路線,結(jié)合高效液相色譜儀(HPLC)、X射線衍射儀(XRD)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)等技術(shù)手段,進(jìn)行了磷酸銨鎂鎂去除煤氣化廢水中氨氮條件參數(shù)優(yōu)化、煤氣化廢水中典型有機(jī)物及分子量分布對(duì)磷酸銨鎂法去除氨氮影響、電滲析法回收磷酸銨鎂循環(huán)沉氨技術(shù)條件探究實(shí)驗(yàn),為磷酸銨鎂法去除廢水中氨氮的實(shí)際應(yīng)用提理論及技術(shù)依據(jù),研究結(jié)果如下：(1)優(yōu)化了磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中氨氮的技術(shù)參數(shù)對(duì)磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中氨氮的運(yùn)行條件情況得到以下結(jié)論：最佳的操作條件pH值為9.5,鎂氮比范圍為1.1-1.2,磷氮比范圍為0.8～1.1。極差分析顯示鎂氮比對(duì)整個(gè)除氮效果的影響最顯著。(2)探究了煤氣化廢水中有機(jī)物對(duì)磷酸銨鎂法去除氨氮的影響雜環(huán)類(lèi)和酚類(lèi)有機(jī)物因絡(luò)合及吸附作用抑制MAP晶體的形成,且雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物的抑制作用大于酚類(lèi)有機(jī)物。對(duì)于雜酚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物而言,多組分有機(jī)物對(duì)MAP晶體形成的抑制作用大于單一組分(3)探究了煤氣化廢水中有機(jī)物分子量對(duì)磷酸銨鎂法除氮影響煤氣化廢水中小于500D的物質(zhì)對(duì)磷酸銨鎂法除氮效果產(chǎn)生抑制作用,并導(dǎo)致晶體形狀改變。由于有機(jī)物的吸附作用及均相成晶過(guò)程,煤氣化廢水中小于500D的有機(jī)物是磷酸銨鎂法除氮過(guò)程中主要協(xié)同去除的有機(jī)物。14)解析了磷酸錢(qián)鎂晶體酸解電滲析法回收循環(huán)沉氨技術(shù)利用磷酸銨鎂酸解除氨,回收藥劑循環(huán)沉氨等技術(shù)路線,開(kāi)展磷酸銨鎂晶體酸解電滲析回收循環(huán)沉氨技術(shù)的研究,研究成果如下：運(yùn)行條件如下：電流密度的操控范圍是70～80 mA/cm-2,運(yùn)行時(shí)間為2-3h,陰極室的電導(dǎo)率應(yīng)大于1900 s/cm。此陽(yáng)離子交換膜的極限電流可以適應(yīng)通常的電流值,避免了濃差極化和電解水現(xiàn)象的出現(xiàn),降低了磷酸銨鎂回收過(guò)程中的電耗。 【關(guān)鍵詞】：煤氣化廢水 磷酸銨鎂 有機(jī)物 分子量分布 循環(huán)沉氨
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X784
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-30
• 1.0 煤氣化廢水的污染16-18
• 1.0.1 煤氣化廢水來(lái)源16-18
• 1.0.2 煤氣化廢水的危害18
• 1.1 煤氣化廢水中氨氮的處理概況18-22
• 1.1.1 生化處理技術(shù)19-20
• 1.1.2 物理處理技術(shù)20-22
• 1.2 磷酸銨鎂法的應(yīng)用22-23
• 1.2.1 磷酸銨鎂的物化性質(zhì)22
• 1.2.2 磷酸銨鎂法的除氮機(jī)理22-23
• 1.3 磷酸銨鎂法處理廢水的影響因素23-26
• 1.3.1 成晶環(huán)境的初始pH值23-24
• 1.3.2 化學(xué)沉淀劑的投加量24-25
• 1.3.3 化學(xué)沉淀劑的種類(lèi)25
• 1.3.4 共存物質(zhì)25-26
• 1.3.5 溫度26
• 1.4 磷酸銨鎂法處理煤氣化廢水存在的問(wèn)題26-30
• 1.4.1 磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中氨氮操作條件26
• 1.4.2 典型有機(jī)物影響26-27
• 1.4.3 分子量分布影響27
• 1.4.4 磷酸銨鎂法循環(huán)處理煤氣化廢水技術(shù)27-30
• 1.4.4.1 廉價(jià)鎂源28-29
• 1.4.4.2 熱解回收29-30
• 第二章 研究目的與內(nèi)容30-34
• 2.1 選題目的與意義30
• 2.2 研究?jī)?nèi)容30-32
• 2.2.1 磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中的氨氮31
• 2.2.2 煤氣化廢水中的有機(jī)物對(duì)磷酸銨鎂去除氨氮的影響31
• 2.2.3 煤氣化廢水的分子量分布對(duì)磷酸銨鎂法去除氨氮的影響31
• 2.2.4 磷酸銨鎂法循環(huán)處理煤氣化廢水的技術(shù)研究31-32
• 2.3 技術(shù)路線32-34
• 第三章 磷酸銨鎂法去除煤氣化廢水中的氨氮34-52
• 3.1 材料與方法34-35
• 3.1.1 煤氣化廢水的水質(zhì)34
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 3.1.2.1 反應(yīng)條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)34-35
• 3.1.2.2 實(shí)際煤氣化廢水實(shí)驗(yàn)35
• 3.1.2.3 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)35
• 3.1.3 分析方法35
• 3.2 結(jié)果與討論35-50
• 3.2.1 溶液初始pH值對(duì)磷酸銨鎂法除氮影響35-39
• 3.2.2 鎂氮比對(duì)磷酸銨鎂法除氮影響39-41
• 3.2.3 磷氮比對(duì)磷酸銨鎂法除氮的影響41-44
• 3.2.4 溫度對(duì)磷酸銨鎂法去除氨氮的影響44
• 3.2.5 煤氣化廢水實(shí)驗(yàn)44-48
• 3.2.6 重復(fù)性試驗(yàn)48-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 煤氣化廢水中有機(jī)物對(duì)磷酸銨鎂結(jié)晶法去除氨氮的影響52-62
• 4.1 材料與方法52-54
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)用水52
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法52-53
• 4.1.2.1 有機(jī)物影響實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.1.2.2 單一組分影響實(shí)驗(yàn)53
• 4.1.2.3 多組分影響實(shí)驗(yàn)53
• 4.1.3 分析方法53-54
• 4.2 結(jié)果與討論54-60
• 4.2.1 雜環(huán)類(lèi)和酚類(lèi)有機(jī)物對(duì)MAP法除氮效果影響54-58
• 4.2.1.1 雜環(huán)類(lèi)有機(jī)物對(duì)MAP法除氮效果影響54-56
• 4.2.1.2 酚類(lèi)有機(jī)物對(duì)MAP法除氮效果的影響56-58
• 4.2.2 雜環(huán)及酚類(lèi)有機(jī)物對(duì)MAP晶體形狀的影響58-59
• 4.2.3 有機(jī)物共存體系對(duì)MAP法脫氮效果影響59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第五章 煤化工廢水中有機(jī)物分子量分布及對(duì)氨氮去除的影響62-68
• 5.1 材料與方法62-63
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料62
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)方法62-63
• 5.1.2.1 分子量分布試驗(yàn)62
• 5.1.2.2 MAP法去除氨氮試驗(yàn)62-63
• 5.1.2.3 Mg_3(PO_4)_2定量試驗(yàn)63
• 5.1.3 分析方法63
• 5.2 結(jié)果與討論63-67
• 5.2.1 煤氣化廢水中有機(jī)物特性63-64
• 5.2.2 煤氣化廢水中有機(jī)物對(duì)MAP法效果影響64-65
• 5.2.3 煤氣化廢水中有機(jī)物對(duì)MAP晶體形狀的影響65-66
• 5.2.4 煤氣化廢水中有機(jī)物在MAP法中的協(xié)同去除66-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 離子交換法回收磷酸銨鎂循環(huán)沉氮技術(shù)研究68-80
• 6.1 材料與方法68-71
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)用水68-69
• 6.1.1.1 原水68
• 6.1.1.2 合成廢水68
• 6.1.1.3 磷酸銨鎂酸溶液的配置68-69
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置69
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)方法69-70
• 6.1.3.1 離子交換材料試驗(yàn)69-70
• 6.1.3.2 極限電流實(shí)驗(yàn)70
• 6.1.3.3 運(yùn)行時(shí)間實(shí)驗(yàn)70
• 6.1.3.4 鎂離子影響實(shí)驗(yàn)70
• 6.1.4 分析方法70-71
• 6.2 結(jié)果與討論71-78
• 6.2.1 離子交換法選擇71
• 6.2.2 電滲析法回收磷酸銨鎂循環(huán)沉氨71-75
• 6.2.2.1 極限電流71-72
• 6.2.2.2 運(yùn)行電流實(shí)驗(yàn)72-74
• 6.2.2.3 運(yùn)行時(shí)間74-75
• 6.2.3 鎂離子的影響75-76
• 6.2.4 磷酸銨鎂循環(huán)沉淀實(shí)驗(yàn)76-78
• 6.2.5 電能消耗78
• 6.3 本章小結(jié)78-80
• 第七章 結(jié)論與建議80-82
• 7.1 結(jié)論80-81
• 7.2 建議81-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 附錄89-90
• 附錄A 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器89-90
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄90

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