慢砂过滤技术对湟水河水的净化机制研究
由于水净化问题越来越受到人们的关注，并且净化机制也逐渐引起重视，所以通过采用慢砂过滤技术方法净化西宁市湟水河水，为了对水的净化机理有更深层次的了解，对净化技术所用的砂子进行结构特征分析和渗透性能分析，同时还以净化前后水中 CODMn、氨氮的数据为依据，通过对吸附过程、热力学与动力学的研究，对数据进行拟合，为今后的水净化提供技术参数和奠定理论基础，也进一步阐明慢砂过滤净化饮用水的净化本质，研究的主要内容： 1、慢砂过滤技术中吸附剂的表征研究 对净水装置和原理进行介绍，与之前的净水装置比较，不仅净化了水，而且可以对硬水进行软化，并对净化过程中所用的吸附剂（净砂）做了SEM表征。放大到500倍时可以看到砂子自身也是一个多孔的结构，说明在慢砂过滤技术净化水质的过程中，这些空隙和孔隙就起到了层层过滤的作用，而且可以多次使用。 2、慢砂过滤技术过程中的渗透性能研究 通过改变中粒含量来分析孔隙率、不均匀系数和曲率系数与渗透系数的相关关系，通过分别建立了砂砾土渗透系数与三个孔隙特征参数的一元回归模型时，发现单个特征参数对渗透系数的影响具有随机性，相关性在0.9左右，而当渗透系数与三个孔隙特征参数建立多元回归模型时相关性达到0.99以上，较之前的一元回归模型相关性好，预测出的数值与实验值更接近。 3、慢砂过滤技术对水中CODMn吸附的动力学与热力学研究 净砂对水溶液中CODMn的吸附符合Langmuir 等温线方程，且K1均为正值，说明反应在常温下可自发进行，慢砂可自动吸附河水中的有机物，在动力学分析中二级动力学模型能更好的反应慢砂对水质中有机物的吸附过程；在热力学分析过程中 ΔH为负值说明净砂对水中CODMn的吸附为放热过程，ΔG也为负值说明吸附可自发进行，ΔS为正值说明吸附过程增加了固液界面的混乱度。 4、慢砂过滤技术对水中氨氮吸附的动力学与热力学研究 净砂对水溶液中氨氮的吸附表明 Freundlich 等温线比等温线 Langmuir 更吻合慢砂对有机物的吸附过程，在动力学分析中二级动力学模型能更好的反应慢砂对水质中氨氮的吸附过程；在热力学分析过程中ΔH为负值说明净砂对水中氨氮的吸附为放热过程，ΔG也为负值说明吸附可自发进行，ΔS为负值说明吸附过程降低了固液界面的混乱度。 5、慢砂过滤技术对水中氨氮吸附的线性拟合与非线性拟合的对比分析 在Langmuir、Freundlish吸附等温线模型和准一级动力学模型中，非线性拟合的相关系数比线性拟合的都较高，说明对于这三种模型来说非线性拟合能更好的描述砂子吸附水中氨氮的吸附过程。在准二级动力学模型中，线性拟合的相关系数反而比非线性拟合的相关系数大，图中点基本都在线性拟合的直线上，说明对于准二级动力学模型来说用线性拟合效果更好，更合理，这与准一级动力学模型的结论刚好相反。在Van’t Hoff模型中，线性拟合与非线性拟合的相关系数接近，采用哪种拟合方式都比较合理。在模型拟合中，采用非线性拟合还是线性拟合需要看情况而定，不一定所有的非线性模型拟合效果都比较好。
河水净化;过滤技术;慢砂过滤;渗透性能
青海师范大学
硕士
分析化学
杨林
2018
中文
TU991.2
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）