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1、毕业论文I果核活性炭对城市尾水中磷的吸附作用及生物再生研究摘 要本研究目的是探索农业废弃物果核对污水中磷吸附特征和再生效果。利用农业废弃物果核活性炭为吸附剂，对污染水体中的磷酸盐进行静态吸附研究；同时研究果核活性炭对磷的吸附动力学特征；并通过解磷菌对吸附饱和的活性炭进行生物解吸再生研究。试验结果表明：pH 为 7.0,温度 2830 条件下进行恒温振荡培养 48 h,果核碳对50 mg/L 磷酸盐溶液的吸附量达到 0.78 mg/g，吸附效果相对较好；果核活性炭磷的吸附等温线符合 Langmuir 模型，且最大吸附量为 4.94 mg/g。利用土壤中分离到的解磷菌，对吸附饱和后的果核碳进行解吸
2、附，解吸率随着平衡浓度的增大而呈下降趋势：平衡浓度为 19.66 mg/L，88.55 mg/L，272.13 mg/L 时，解磷菌对果核活性炭磷解吸率为 60.24%，31.46%和 20.65%，说明接种分离出的解磷菌有利于吸附饱和果核活性炭的磷解吸。因此，本研究不但有助于了解农业废弃物果核活性炭对水体磷的吸附效果和特征，同时提出果核活性炭生物再生途径，为水体中磷素资源的回用提供技术思路，同时实现了农业废弃物资源化利用。关键词：果核活性炭，吸附，解吸，解磷菌，生物再生毕业论文IIRemoval and bio-regeneration of phosphorus from wastewat
3、er by means of adsorption onto nutlet activated carbonABSTRACTThe purpose of this study is to explore the absorption characteristics and regenerate of nutlet activated carbon for removal phosphate from waterbody. Agricultural waste fruit core as activated carbon to be used to study phosphate removal
4、, adsorption characteristics in batch experiment and bio-regeneration efficiency using phosphobacteria. The results showed that adsorption capacity of fruit core carbon to 50mg/L phosphate solution reach to 0.78 mg/g at the condition of pH 7.0, temperature 2830 and 48h contract time, phosphorus abso
5、rption isotherms of fruit core activated carbon was fit Langmuir mode, the maximum amount absorption was 4.94 mg/g. Using the phosphobacteria which was isolated from soil to desorb saturation adsorption of the activated carbon, the result showed that the desorption rate decreases as the equilibrium
6、concentration increases, when the equilibrium concentration was 19.66 mg/L, 88.55 mg/L, 272.13 mg/L respectively, accordingly the desorption rate was 60.24%, 31.46%, 20.65%, the phenomenon showed that isolated phosphobacteria display phosphorus desorption ability. Therefore, this study not only help
7、 to understand phosphorus absorption effect and characteristic by fruit core activated carbon, but also provide a new way biological regeneration for the activated carbon, which provides technical support for the reuse of phosphorus in water, at same time realize the utilization of agricultural wast
8、e KEY WORDS：Fruit core Activated carbon, Absorption, Phosphobacteria, Biological Regeneration毕业论文III目 录摘 要.IABSTRACT.II目 录.III符号说明V第一章 文献综述.11.1 磷元素的重要作用及其资源稀缺性.11.1.1 磷元素的重要作用.11.1.2 世界及我国磷矿资源的现状.11.2 污水中磷对环境的影响.21.3 废水除磷及磷回收研究进展.21.4 吸附剂除磷的影响因素及效果研究.31.4.1 吸附法除磷的作用机理.31.4.2 吸附剂除磷的影响因素及效果.41.5 本课题研
9、究的目的与意义.4第二章 试验部分.52.1 材料方法52.1.1 材料.52.1.1.1 试验吸附材料52.1.1.2 供试水样52.1.2 试验方法.52.1.2.1 磷酸盐的测定方法52.1.2.2 解磷菌的培养方法52.1.2.3 果核活性炭表面形态特征分析52.1.2.4 果核活性炭对磷酸盐静态吸附量研究52.1.2.5 果核活性炭对磷的吸附等温线和吸附动力学52.1.2.6 解磷菌进行解吸再生研究62.2 结果与分析62.2.1 活性炭表面形态特征分析研究.62.2.2 果核活性炭对水溶液中磷的静态吸附研究.72.2.3 果核活性炭对磷吸附等温线研究.82.2.4 果核活性炭对磷吸
10、附动力学研究.92.2.5 解磷菌进行解吸再生研究.102.4 讨论10毕业论文IV2.5 结论12参考文献.13致 谢.15英文翻译.16毕业论文V符号说明缩略词中 文GAC颗粒活性炭TP总磷CODMn高锰酸钾指数BOD有机物浓度毕业论文1第一章 文献综述 磷是一种重要的生命元素，是植物生长所必需的元素之一，由于其不可再生性逐渐引起各国的高度重视。我国是磷矿资源大国，位居世界第二位，但我国磷矿资源具有:资源储存量大，分布相对集中；富矿少，贫矿多；难选矿多，易选矿少；难开采矿体多，易开采矿体少；资源丰而不富，人均占有量少等特点1。近年来，我国磷开采量迅速增加，高品位矿在逐渐减少。开采出来的磷经
11、人类利用后以污水的形式排入水体，严重污染了水体环境。目前，如何从污水中”去除”和”回用”磷,已受到资源环境科学家的高度重视和研究。1.1 磷元素的重要作用及其资源稀缺性1.1.1 磷元素的重要作用磷是组成生命物质的重要元素之一，是细胞膜、核酸、酶等物质的重要组成元素，在动植物的生长发育过程中起着重要的作用。人和动物主要是通过食用含磷的植物或动物摄取生命所需的磷。而植物主要是通过根系从土壤中吸取可溶性磷，当土壤中植物可利用的磷含量降低或不足时，植物的生长受阻，农作物的植株变得细小孱弱，弱不禁风,进而产量下降，有时甚至颗粒无收2。1.1.2 世界及我国磷矿资源的现状磷矿是重要的、具有战略意义的非金
12、属矿资源,用磷矿石制造的磷肥、黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐产品在农业、化工、医药、食品等工业部门有着广泛的应用。作为一种不可再生的矿产资源,磷矿的可持续开发与利用直接关系到世界粮食安全及人类的生存发展。世界磷矿资源在地域上分布集中且不均匀，主要集中于非洲、北美、南美、亚洲、中东的 60 多个国家和地区，其中超过 80%集中分布在摩洛哥和西撒哈拉、南非共和国、美国、中国、约旦和俄罗斯3-5。由于世界磷矿石年开采量逐渐增加，优质磷矿资源逐年减少，摩洛哥等高品位磷矿产量国的产量减少等诸多因素，导致全球磷矿石平均品位下降。据估计如果对磷的利用率以每年 10%的速度增加，那么大约200 年左右的时间将
13、会枯竭6。我国磷矿资源比较丰富，2005 年底，据美国地质调查局统计，我国磷矿资源基础储量 130 亿吨，位居世界第二，其经济储量 66 亿吨，跃居世界第一3。我国磷矿资源虽然较多，但是近中期在技术经济上可利用的基础储量占资源总储量仅约 24%，而难以利用的资源占 76%，表明我国磷矿开采比较困难。另外，我国的磷矿开发利用水平较低：目前美国、北非磷资源的回采率可达 95%-98%，而我国，据国土资源部组织的对磷矿抽样调查结果显示，磷矿回采率平均仅 60.8%，其中小型矿山回采率仅 30%左右，与国外相比还有较大差距，从而在开采过程浪费严重1。改革开放以来，我国工业、经济等各方面得到迅速发展，磷
14、矿产量自 2000 年后一直上升，到 2006 年平均年产量毕业论文2达到 3289 万吨，超过美国成为世界第一产磷大国，2008 年，磷矿产量达 5070 万 t/a，占世界总产量的 31.45%3。由于开采量的迅速增加，开采过程中浪费严重以及我国磷矿资源富矿少、贫矿多等因素，造成我国高品位磷矿资源正日趋衰竭，磷矿资源已被国家列为 2010 年以后的紧缺资源。1.2 污水中磷对环境的影响据统计，我国污水、废水排放量每天约为1108 m3之多，其中城市生活废水约占40，工业废水占60。工业废水排放量在近十多年内呈缓慢下降趋势，而生活污水量却在增长。生活污水是人类生活过程中产生的污水，主要来自于
15、家庭、商业、学校、医院、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。城市生活用水量大约每人每天150420 L，特大城市为440820 L。生活污水中含有大量的氮磷等无机盐，据统计污水中磷的含量一般1.54 mg/ L，按这个数据计算每天从污水中流失的磷高达1540万吨。这些富含高浓度氮磷的污水未经处理排放到水体后，会引起水体中大量的藻类增长，大量消耗水中的溶解氧，造成水体中其他生物死亡，严重破坏水体生态平衡，影响水质，威胁人类健康，这种现象称为“水体富营养化” 。2007年5月底, 我国太湖流域爆发了藻类水华, 一度使得太湖周边区域饮用水受到影响,
16、尤其是无锡, 直到6月中旬才逐渐恢复饮用水供应7。有研究表明, 约80%的湖泊富营养化受磷元素的制约, 约10%与氮元素有关,约10%与其它因素有关8 。1.3 废水除磷及磷回收研究进展在大自然界中,磷以单向的流动过程进行循环,磷被利用后以污水的形式排入水体。磷素资源的流失已经引起人们对磷素资源稀缺的担忧，因为磷素资源的最终损失一旦流向海洋，以目前现有的技术条件很难以再回收利用。因此，如何阻断污水中磷素资源流向海洋，实现磷素资源的就地回用是目前研究热的之一9-11。目前，多种方法已经应用于水体或废水中磷素的去除、回用研究12。包括化学沉淀；吸附材料使用；生物处理和结晶方法等13-15。化学凝聚沉淀法主要是将易于溶于水的某些金属盐投入水中，金属离子与磷反应成一种难溶性盐与水体分离，以去除水中的磷。磷的去除率在 75%左右，处理效果稳定，系统操作简便，易于自动化，抗冲击性强，对管理人员的要求不是很高。因此，它成为目前应用最普遍的除磷方法。但由于人为投加了化学药剂，造成水处理费用的增高，并产生大量的污泥，且难
