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1、本科毕业设计（论文）题目：改性火山岩滤料对水中氨氮的吸附性能及机理实验学生姓名:学号：班级:专业:院（系）:指导教师：毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名:导师签名:日期：年月日日期：年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解成都工业学院有关保留、使用论文的规定，即：学校有权保留论文并向国家主管部门或其指
2、定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院（系）资料室被查阅，有权将论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存论文。毕业设计（论文）作者签名:导师签名:日期:日期:火山岩滤料是一种常见的滤料，特点是来源广泛，价格便宜，易于加工和管理。它通常用于水处理过程中，对各种悬浮颗粒、杂质、重金属、化学物质等进行过滤和吸附。氨氮是水中重要的污染物之一，主要来源于农业、畜牧业、废水排放等，它对水生生物和人类健康都具有不良影响。所以需要加强废水处理和农业资源化利用等方面的措施，避免过度排放和浪费。同时，需要采取适当的措施，有效降低水中
3、氨氮含量，以保护水生态和人类健康。如果能利用合理加工火山岩滤料来高效吸附氨氮，提供一种有效途径的同时也具有一定的现实意义。本研究以火山岩滤料为原料，选取HCl溶液进行酸改性用以吸附水中氨氮。考察了溶液初始浓度、溶液初始PH值、火山岩投加量、吸附时间以及进水氨氮质量浓度对改性火山岩吸附氨氮的影响。同时对改性前后火山岩滤料进行BET、SEM-EDS、FnR等分析方法研究了改性前后火山岩的结构特征，并结合动力学、吸附等温线、BET、FnR解析吸附机理。研究结果表明：(1)最佳条件为：溶液初始浓度为1.omoI/1.、初始PH值为5、火山岩投加量为1.8g、吸附时间为8h、初始氨氮浓度为IOmg/1.
4、,此条件下条件下未改性火山岩滤料氨氮去除率和吸附量分别为36.8%和0.204mgg,改性后火山岩滤料氨氮去除率和吸附量分别为92.1%和0.512mgg,相比未改性火山岩滤料，改性后火山岩滤料氨氮去除率和吸附量增力口55.3%和0.308mg/g；(2)改性前后的火山岩比表面积由1.936m2g增加至4.395m2g,相比增加了127.01%；总孔容由0.0115cm3g增加至0.0274cm3g,相比增加了138.26%；平均孔径由12.17Inm增加至20.922nm,相比增加了71.90%：(3)改性前后火山岩滤料吸附吸附水中氨氮数据说明，改性前后火山岩滤料吸附水中氨氮过程过程与准二级
5、动力学模型及Freundlich吸附等温式更加拟合，说明吸附过程主要由化学反应主导且火山岩滤料对氨氮的吸附为多层非均匀吸附。综上所述，改性后的火山岩滤料拥有更良好的吸附水中氨氮的性能和结构，可用作去除水体中氨氮污染物的的良好吸附材料，以此来达到更为高效经济的水体氨氮去除效益。关键词：火山岩；氨氮；吸附；机理AbstractVolcanicrockfiltermaterialisacommonfiltermaterial,characterizedbyawiderangeofsources,lowprice,andeasyprocessingandmanagement.Itisusuallyus
6、edinwatertreatmentprocessestofilterandadsorbvarioussuspendedparticles,impurities,heavymetals,chemicals,etc.Ammonianitrogenisoneoftheimportantpollutantsinwater,mainlysourcedfromagriculture,animalhusbandry,wastewaterdischarge,etc.Ithasadverseeffectsonaquaticorganismsandhumanhealth.Soitisnecessarytostr
7、engthenmeasuresinwastewatertreatmentandagriculturalresourceutilizationtoavoidexcessivedischargeandwaste.Althesametime,appropriatemeasuresneedtobetakentoeffectivelyreducetheammonianitrogencontentinwater,inordertoprotectwaterecologyandhumanhealth.Ifreasonableprocessingofvolcanicrockfiltermaterialscanb
8、eutilizedtoefficientlyadsorbammonianitrogen,itprovidesaneffectivewayandalsohascertainpracticalsignificance.ThisstudyusesvolcanicrockfiltermaterialsasrawmaterialsandselectsHClsolutionforacidmodificationtoadsorbammonianitrogeninwater.TheeffectsOfinitialsolutionconcentration,initialpHvalue,volcanicrock
9、dosage,adsorptiontime,andinfluentammonianitrogenmassconcentrationontheadsorptionofammonianitrogenbymodifiedvolcanicrockswereinvestigated.Atthesametime,BET,SEM-EDS,FTIRandotheranalysismethodswereusedtostudythestructuralcharacteristicsofvolcanicrocksbeforeandaftermodification,andtheadsorptionmechanism
10、wasanalyzedbycombiningkinetics,adsorptionisotherm,BET,FTIR.Theresearchresultsindicatethat:(1)Theoptimalconditionsare:theinitialconcentrationofthesolutionis1.0mol1.,theinitialpHvalueis5,theamountofvolcanicrockaddedis1.8g,theadsorptiontimeis8hours,andtheinitialammonianitrogenconcentrationis10mg1.Under
11、theseconditions,theammonianitrogenremovalrateandadsorptionamountofunmodifiedvolcanicrockfiltermaterialare36.8%and0.204mgg,respectively.Theammonianitrogenremovalrateandadsorptionamountofmodifiedvolcanicrockfiltermaterialare92.1%and0.512mgg,respectively,comparedtounmodifiedvolcanicrockfiltermaterial,T
12、heammonianitrogenremovalrateandadsorptioncapacityofthemodifiedvolcanicrockfiltermaterialincreasedby55.3%and0.308mg/grespectively;(2)Thespecificsurfaceareaofvolcanicrocksbeforeandaftermodificationincreasedfrom1.936m2gto4.395m2g,anincreaseof127.01%;Thetotalporevolumeincreasedfrom0.0115cm3gto0.0274cm3g
13、,anincreaseof138.26%comparedtothepreviousone;Theaverageporesizeincreasedfrom12.171nmto20.922nm,anincreaseof71.90%comparedtobeforeandaftermodification.(3)Thedataontheadsorptionofammonianitrogeninwaterbyvolcanicrockfiltermaterialsbeforeandaftermodificationindicatethattheadsorptionprocessofammonianitro
14、geninwaterbyvolcanicrockfiltermaterialsbeforeandaftermodificationismorecloselymatchedwiththequasisecond-orderkineticmodelandFreundlichadsorptionisothermequation,indicatingthattheadsorptionprocessismainlydominatedbychemicalreactionsandtheadsorptionofammonianitrogenbyvolcanicrockfiltermaterialsismulti
15、-layernon-uniformadsorption.Insummary,themodifiedvolcanicrockfiltermaterialhasbetterperformanceandstructureinadsorbingammonianitrogeninwater,andcanbeusedasagoodadsorptionmaterialforremovingammonianitrogenpollutantsinwater,inordertoachievemoreefficientandeconomicalammonianitrogenremovalefficiencyinwa
16、terbodies.keyword:volcanics；ammonianitrogen；adsorb；mechanization摘要1Abstract1第1章绪论21.1 研究背景21.2 氨氮的来源、危害及处理21.2 .1氨氮的来源及危害21.3 火山岩的来源、特征及应用81.3.1 火山岩的来源及特征81.3.2 火山岩在环境治理中的应用101.3吸附材料的改性方法121.4.1物理改性131.4. 2化学改性131.4.3 生物改性1415研究目的、意义和内容151.4.4 研究的目的和意义151.4.5 研究内容161.4.6 研究思路及技术路线16第2章实验材料与方法172.1 仪
17、器与试剂182.1.1 实验仪器182.1.2 实验试剂182.1.3 1.3火山岩的改性192.2 实验方案192.2.1 吸附影响因素实验192.2.2吸附动力学实验212.2.3吸附等温线实验212.2.3分析方法22第3章改性火山岩滤料吸附氨氮的影响因素研究251.1 改性液类型的影响251.2 改性液浓度的影响261.3 溶液初始PH值的影响271.4 火山岩投加量的影响291.5 吸附时间的影响301.6 氨氮初始浓度的影响321.7 本章小结33第4章改性前后火山岩滤料的结构特征对比354. 1BET分析354.1 SEM-EDS分析354.2 3FTIR分析404.3 本章小结
18、42第5章改性火山岩滤料对氨氮的吸附机理研究435. 1吸附动力学特征435.1 吸附等温线特征455.2 吸附前后BET变化475.3 吸附前后FTIR变化485.4 本章小结49第6章结论与建议516.1 结论516.2 建议52参考文献54火山岩是火山喷发所形成的岩石，且在我国分布广泛。在我国主要分布在长江中下游地区、北部地区、西南地区、青藏高原地区。总体说来，我国的火山岩分布十分广泛，几乎遍布全国各地。而火山岩在各个领域都有一定作用。在建筑材料方面，火山岩火山岩质地坚硬，耐火、耐磨、耐久性好，因此常被用作建筑材料；在农业方面，火山岩富含营养物质，如矿物质和微量元素，可以增加土壤的肥力，
19、提高农作物产量和品质；在环保方面，火山岩可以用于河道治理、海岸防护和防洪等，因为其平坦、稳定、具有水渗透性，可以有效地遏制泥沙冲刷和海水侵蚀，减缓自然灾害的危害。氨氮是指水体中溶解态或颗粒态氨和其中的游离态氨所形成的氮元素，它是水生生物生长的主要限制因素之一，在自然界中氮循环中发挥着重要作用。但是，氨氮也是一种常见的水污染物，主要来自于农业、工业、城市污水、畜禽养殖和其他人为活动。氨氮污染对水生生物和生态环境的影响非常严重，它可能导致很多常见的问题，如：水质恶化：氨氮污染使水体中的氨气增多，使水体产生异味，导致水质恶化，严重污染会造成水生动植物死亡；对人类健康的影响：富集在水中的氨氮还可以转化
20、为亚硝酸盐和硝酸盐等，这些物质对人类健康带来一定的威胁，如引起氨气中毒、亚硝酸盐中毒等。将火山岩应用到治理环境的已屡见不鲜，但将其改性并应用到吸附水中氨氮的研究却鲜有报道。因此，本研究提出以火山岩为原料并将其改性，将改性后的火山岩滤料用于吸附水体中的氨氮污染物，不仅解决了水中氨氮污染物带来的环境问题，同时也为火山岩应用这一领域提供了有效的科学参考依据。第1章绪论1.1 研究背景由于我国对水资源问题的认识存在欠缺，导致水资源破坏严重，水资源存在的问题较多，再加上国家法律法规不完善和地方性政策存在欠缺，导致水资源污染更加严重，使得治理难度大大加重。我国水资源总量少，在全国范围内，水资源总量不足人口
21、所需水量的十分之一，而水质却有逐年下降趋势，水环境恶化已经成为影响社会和经济可持续发展的重要因素之一。我国水体受到的污染主要来自于生活用水、农业灌溉和工业废水等多个方面。随着工业化进程加快和人口增加，人们对资源的需求量越来越大，而自然资源却在不断地减少，这就使人类面临着前所未有的压力。我国水源污染的主要源头在于工业废水的大量排放。自改革开放以来，我国一直致力于推进工业发展，以经济建设为核心，不断加强国家的经济实力。为了追求经济效益，工厂不惜以牺牲环境为代价，导致生态环境遭受破坏，水资源遭受严重污染，从而降低了成本，大量污水直接排放在河流中，加剧了水污染，化学元素过多引发了海水富营养化，绿藻等水
22、环境破坏严重。农业大水漫灌是水污染的另一主要污染源。自古以来，我国土地都是采取大水漫灌的方法来发展农业，造成水资源的浪费，还冲刷了土壤肥力，加上农药和化肥的大量使用，水体中携带的化学元素积聚，水污染加剧。随着人们生活水平的不断提高以及工农业的快速发展，人们的日常生活及化工化肥等行业产生了大量的氨氮废水，而水质氨氮浓度超标是造成水污染的重要原因之一。因此，如何高效处理水中氨氮污染物已成为水生态环境保护的重要目标。1.2 氨氮的来源、危害及处理1 .2.1氨氮的来源及危害1 .氨氮的来源氨氮是指以氨或镂离子形式存在的化合氮，即水中以游离氨(NH3)和钱离子(NR,+)形式存在的氮。以下为氨氮的主要
23、产生来源：工业：一些工业过程和废水处理工艺中会产生氨氮；生活：生活废水中的有机物和氮化合物的分解也会产生氨氮；自然过程：自然界中，泥土和水体中的微生物也会将氮化合物分解为氨氮。总的来说，氨氮的来源是非常广泛的，而且它的存在对于水质的评估和治理都具有重要的意义。2 .氨氮的危害在自然环境中，氨会经历一系列复杂的生物分解和转化过程,最终转化为氨氮。氨氮在好氧条件下被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，这一过程在亚硝化菌和硝化菌的共同作用下进行，其速率较快；同时还可使水中溶解氧增加。氨氮在人体内可被氧化成亚硝氮和硝氮，而这些物质可诱发产生致癌的亚硝胺和高铁血红蛋白症，危害人体健康，同时氨也被认为是影响水产养殖品
24、种、水体养分失衡和空气污染的重要指标。水体中的游离氨是氨氮对水生生物造成危害的主要因素。因此在养殖过程中，必须严格控制水中氨氮含量，以避免引起鱼类中毒。该物质的毒性比镂盐高出数十倍，且随着其碱性的增强而呈现出逐渐增大的趋势。氨氮浓度高时可引起缺氧窒息死亡或导致鱼类神经症状,如麻痹,惊厥等，因此必须加强管理防止污染。水体中的氨氮毒性受到PH值和水温的影响，通常情况下，随着PH值和水温的升高，毒性也随之增强，其对鱼类的危害程度类似于亚硝酸盐。急性氨氮中毒危害主要是引起鱼体受伤或死亡，严重时可使整个水体变黑发臭。水中的氨氮对鱼类而言具有高度敏感性，可分为急性和慢性两种类型。慢性氨氮中毒所带来的危害在
25、于，它会导致食物摄入量的减少，同时也会减缓生长的速度；影响体内物质代谢过程中氨基酸合成等。组织受损，导致氧分子在不同组织之间的传输受到抑制；鱼类和虾类均需与水体进行离子交换，然而，若氨氮含量过高，则会导致鱼鲤的通透性增加，从而对其离子交换功能造成损害；引起鱼类免疫器官萎缩，导致抗病力下降。使水生生物长时间处于应激状态，从而提高其对疾病的易感性，进而抑制其生长速度；急性氨中毒主要发生于鱼类及甲壳类等水生植物中。通过降低生殖能力、减少怀卵量以及降低卵的存活率，从而实现了推迟产卵繁殖的目的。急性氨氮中毒甚至可能导致生命垂危。1.2.2氨氮的处理由于氨氮对水环境的影响及危害，目前已经有许多关于氨氮的处
26、理方法。根据不同的处理过程可大致可以分为物理法、化学法、生物法。1 .物理法蒋晓英等在传统的吹脱法处理高浓度氨氮废水处理工艺的基础上，添加了以乳酸乙酯和乙酸为基础的有机复合反硝化剂。考察了吹脱过程中脱氮反应机理及动力学模型。实验结果表明，在脱氮剂投加量为30mg1.,pH值为911,吹脱水位深度为400mm,吹脱时间在2.5h以上，温度在25。C以下，废水中氨氮浓度可以从21000.0mg/1.降低到12.6mg1.,去除率高达99.94%；当温度达到45。C后，废水中氨氮的去除效率从21000.0mg/1.下降至0.21mg1.,同时氨氮的去除效率可高达99.999%。尚鸿艳等阳采用电化学氧
27、化协同吹脱法对苯基胭废水进行处理，考查其对NH3-N的氧化脱除效果。根据实验结果，NH3-N去除率受到废水初始氨氮浓度、PH值、反应电流、吹脱气液比以及反应/吹脱时间等多种因素的影响。苯基服废水去除氨氮的最佳处理条件为：氨氮初始浓度350Omg/1.、初始PH值为10,反应电流3A,吹脱气液体积比3000：1,反应时间40min。该研究结果可用于指导苯甲酰胺废水生物脱氮工艺设计及优化。高达91%的去除率使得氨氮得到了有效的去除。高涛等采用电化学氧化协同吹脱法对苯基胭废水进行处理，考查其对NH3-N的氧化脱除效果。根据实验结果，NH3N去除率受到废水初始氨氮浓度、PH值、反应电流、吹脱气液比以及
28、反应/吹脱时间等多种因素的影响。苯基胭废水去除氨氮的最佳处理条件为：氨氮初始浓度3500mg/1.、初始PH值为10,反应电流3A,吹脱气液体积比3000：1,反应时间40mino该研究结果可用于指导苯甲酰胺废水生物脱氮工艺设计和优化运行。高达91%的去除率使得氨氮得到了有效的去除Ohale等何以废弃蟹壳（CS）为原料，成功合成了高品位吸附剂（FeCS）,用于吸附去除屠宰废水中的氨氮（AN）。利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和热重分析对FeCS进行了分析。表征结果表明，FeCS具有表面驱动螯合所需的重要性质。方差分析结果表明，Fe-CS投加量是影响A-N吸附的最有效工艺参数。赵明杰
29、通过FeC13对天然火山岩进行改性,制备铁改性火山岩颗粒吸附剂。通过XRF、XRD、SEM表征得到铁有效附着于火山岩表面，并探究铁改性火山岩颗粒对水中低浓度磷的吸附性能。实验结果表明：在实验用水TP质量浓度为2mg/1.,温度为30C,pH值为7的条件下，改性火山岩投加质量浓度为5.0g1.吸附时间为12h时，处理后水中剩余TP的质量浓度为0.364mg/1.,TP的去除率达到81.8%。刘丽芳等对经NaCl改性后的沸石进行了单因素试验，结果表明与未改性的沸石相比，经NaCl改性后的沸石对NH3-N的吸附性能大大提高，可达到90.74%,改性沸石的最大吸附容量为3.38mgg,是未改性沸石的1
30、.41倍，吸附第4页反应12Omin左右达到吸附平衡。NaCI浓度为60g/1.、沸石投加量为30g/1.、温度在3040C,改性时间为90min时可以达到较好的处理效果。随着初始NH3-N浓度增加，NH3-N去除率从83.55%降至67.67%,而吸附容量则从0.56mg/g升至3.38mg/gO1.angmuir和Freundlich两种吸附等温线拟合R-2均大于0.9,说明改性沸石吸附NH3-N反应更多的是单层吸附。二级动力学方程拟合程度较高,R2=0.9965,说明吸附过程中有化学反应。马超等阴为了实现对工业和生活废水中氨氮的高效去除，以煤气化过程中产生的大宗煤气化渣经过水介旋流器分选
31、后，得到富碳细渣（RCS）产物为原料,制备了煤气化基氨氮吸附剂，并对其氨氮吸附性能进行研究。物理吸附结果表明：吸附剂比表面积311n?/g。采用浸渍法制备出不同形貌的改性沸石，并利用其作为催化剂载体研究了催化剂的活性及选择性。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及傅里叶变换红外吸收（FT-IR）光谱等多种手段，对吸附剂的结构进行了全面的表征。RCS经过水热处理后，产生了一系列形态整齐的A型沸石和SAPO-20型分子筛杂晶，呈现出高度有序的结构。采用静态吸附法测试了两种吸附剂的吸附性能，并考察了不同因素对其影响。氨氮吸附试验表明，在固液比为10g/1.、溶液初始pH=6.8、氨氮
32、初始浓度为60.Omg/1.、接触时间为Imin时，吸附剂对氨氮的平衡吸附量为3.5mg/g,去除率达51.0%。该实验结果与理论计算值吻合较好。然而，在相同的条件下，RCS对氨氮的去除效率仅为8.1%,这一数值相当低。FreUndliCh方程适用于吸附剂对氨氮的吸附等温线，而准一级动力学方程则适用于吸附剂对氨氮的吸附行为。2 .化学法李洁等在控制P盐投入摩尔比小于Mg盐前提下，研究在不同P/Mg/N比值下，垃圾渗滤液氨氮的去除效率、TP、处理后溶液的N/P比值。研究表明，增大沉淀剂投入比例，氨氮的去除效率可超过99%;P盐投入摩尔比小于Mg盐投入比例，可有效抑制出水的TP含量;在该垃圾渗滤液
33、原液条件下，P/Mg/N为0.9：1：1时，氨氮去除效率为87%,NHiN浓度为163mg1.,TP浓度为34.1mg1.,N/P比例接近5：1,有利于后续溶液的生化处理。赵鑫宇等采用电化学的方法处理了模拟生活污水中的低浓度氨氮,研究了影响氨氮去除效果的反应因素;通过添加改性后的粒子电极对电解体系进行强化;探讨了氨氮去除过程的动力学模型与反应机理，为电化学法去除氨氮在实际中应用奠定了一定的基础。针对模拟的低浓度氨氮生活污水，实验在自制电解反应槽中进行了电化学氧化反应试验。考察不同条件下氨氮浓度变化以及电流密度、反应时间等参数对于氨氮去除率的影响。张存款等I针对垃圾填埋场渗滤液中的高浓度氨氮，研
34、究了基于电化学磷酸铁镁(MAP)法提高氨氮去除率与产物纯度的优化措施。实验结果表明，随着初始PH值的升高，电化学MAP反应体系中氨氮的去除效率呈现逐渐下降的趋势；在低PH条件下，电化学MAP法可生成MAP沉淀，而当PH值处于6.58.5之间时，MAP生成速率最大且纯度最高，这与传统MAP法的最佳PH值为810存在显著差异。采用KH2PO4分批投加的方法，可显著提升整个体系中MAP的平均生成速度，相较于传统MAP法，具有更为优异的性能表现。赵爽等口可探究了FeO+NaCIO处理低浓度硝酸盐氮废水的可行性。实验考察了pH、温度、Fe?+浓度、Fe0投加量和初始NO?-浓度对Fe0还原硝酸根的影响以
35、及NaClO投加量对Fe-O和NO)的还原产物NH，+去除效果的影响。研究发现，当NCP-初始质量浓度为50mg/1.、pH=2时，投加10g1.Fe0,50恒温反应2h后，再投加30OmmoI/1.的NaClO,可使出水NC-低于5mg1.,NH4+低于2mg/1.o聂丽君等采用磷酸钱镁化学沉淀法同步去除猪场废水中的氮磷，以氯化镁和磷酸钠作为沉淀剂，通过正交试验和单因素试验方法进行实验工艺条件的优化。实验结果表明：Mg与N物质的量之比对氨氮去除率的影响最为显著，其次是PH值，而P与N物质的量之比则对氨氮去除率的影响较小；在正交试验的基础上,通过单因素实验确定磷酸镂镁沉淀法的最优工艺条件为:M
36、g物质的量:N物质的量=1.2,废水PH值为9.5,P物质的量:N物质的量=0.95,该条件下氨氮去除率达90%以上，废水中的残余磷浓度为50mg/1.左右。秦智峰等采用磷酸镂镁(MAP)沉淀和絮凝法联合处理高浓度氨氮废水，通过单因素法和正交实验法考察了各因素对氨氮去除效果的影响。从聚合氯化铝(PAC)聚合氯化铁、聚硅硫酸铁铝中筛选出PAC作为絮凝剂。采用正交实验得到最佳工艺条件:n(Mg2+)：n(PO?)：n(NH4+)为1.3：1.3：1,反应PH为9.2,PAC投加量为36.1mg/1.o实验因素对氨氮去除率的影响程度从大到小依次为磷酸盐投加量、反应pH、絮凝剂投加量。最佳工艺条件下M
37、AP沉淀-絮凝法对垃圾渗滤液中氨氮的去除率达87.9%o季连凯在实验中研究固磷药剂种类及投加量对混合粪污以及固液分离后废水加药固磷的影响，并分别对混合粪污固磷机制和氨氮去除原因做出分析，实验表明:干清粪加药固磷的效果并不明显，主要是因为干清粪中参与结晶反应的Ortho-P和NaOH-P占总磷的比例略低;液泡粪加药固磷的效果较为显著，主要是因为液泡粪中这两种磷占总磷的比例较高。考虑到经济成本，液泡粪合适的固磷剂投加量为250mg1.镁源固磷剂的效果最好，其后分别为钙源固磷剂，铁源固磷剂。在上述研究基础上，以沼气产气量最高作为优化目标，采用正交试验方法设计了不同工艺条件下的最佳工艺方案。探究应用结
38、晶法去除厌氧发酵沼液中磷的几个重要影响因素，包括镁源种类及投加量、钙源投加量和反应时间等。研究发现，Mg(OH)2对磷的去除效果最为显著，最佳投加量为500mg1.,此时脱氮效果也达到了最佳状态；MgCI2和MgSo4在去除厌氧发酵沼液中的磷方面表现出一定的效果，但相较于Mg(OH)2,它们的去除效果却显得相逊一筹；在试验条件下反应时间对脱磷率无明显影响。在考虑出水残留硬度和控制经济成本的前提下，建议将Ca(OH)2的投加量控制在250mg/1.左右，以达到最佳效果。3 .生物法吴高宏I采用进化生物法处理典型有机物和氨氮混合废水，实验考察了进化生物法单独运行处理不同特点污水的运行效果。进化生物
39、法处理生活污水中，在反应器的启动和运行过程，对COD和NHT-N均表现出良好的处理能力。启动过程中，COD的去除率可达88%,NH4+-N去除率可达50%。运行过程，CoD去除率稳定在90%左右。NH4+-N去除率可达99%左右。进水NCh二N在0.03-0.98mg/1.变化，出水在0.415.34mg/1.;进水在NOy-N在0.71-7.49mg/1.变化，出水在0.8424.66mg/1.变化。建立反应器稳定运行时的CoD降解动力学模型，通过实验测定模型相关参数得到COD降解的最大比速率K为2.5403mg(gh),饱和常数Ks为35.3709mgC0D1.o陈建发等1采用“A2O法+
40、生物滤池+絮凝沉淀”组合技术处理抗生素类制药废水。实验结果表明：在223691mg1.的进水CoD浓度，24.775.8mg/1.的进水氨氮浓度，4.52-28.1mg/1.的进水TP浓度和30.01.Zh的设计流量条件下，该系统处理效果较好，COD,氨氮和TP平均去除率分别为79.3%,66.5%和97.7%;COD,氨氮和TP出水指标均符合污水综合排放标准一级排放标准GB8978-1996；此外还对膜污染机理进行分析探讨并提出相应的控制对策，从而保证了污水处理过程的安全运行和达标排放。经过实验研究，该工艺的处理效果表现出了稳定可靠的特点，同时其运营管理也呈现出相对简单的特点。吕宝一等,通过
41、对运行指标和生物膜中微生物的考察，分析了上海某肠衣厂两段A/O接触氧化法对高盐废水的处理效果。实验结果表明，该处理系统对COD和氨氮的去除效率分别高达96%和87.5%,同时对总氮的去除效率也达到了59.4%。此外,该处理系统还表现出了对盐度和有机负荷冲击的强大耐受能力。在此基础上，进一步研究了进水水质变化情况以及不同运行方式下反应器内有机物去除特性，并进行了相应实验分析。卢帅宇等画基于移动床生物膜反应器(movingbedbiofilmreactor,MBBR)的研究现状，探讨了厌氧氨氧化工艺的特征与反应机理，分析了基质浓度、有机物、温度、溶解氧等因素对工艺稳定性的影响，结合工程应用实例展望
42、了应用前景。分析表明:低浓度COD和适量NH4+-NZNO2-N比有利于厌氧氨氧化反应;在实际应用中，需保持低温厌氧氨氧化菌(anaerobicammoniaoxidationbacteria,AAOB)活性;溶解氧和填料流化状态的精准控制可以促进AAOB在MBBR生物膜中富集，从而促进厌氧氨氧化工艺稳定脱氮。张树德等1在应用部分亚硝化-厌氧氨氧化(PartiaInitritation-anammox,PN/A)工艺处理稀土尾水过程中，采用静置自循环+连续进水模式对厌氧氨氧化滤池进行活性恢复，即向稀土尾水补充氨氮和亚硝酸盐氮作为原水，注满厌氧氨氧化滤池静置自循环，每个周期为24h,静置5个周期
43、后关闭自循环，滤池进行连续进水方式。装置运行20d后，在滤池进水氨氮58.7130.9mg/1.、亚氮75.8168.5mg/1.时，滤池出水氨氮低于Iomg/1.、亚硝酸盐氮低于IOmg/1.。上述文献主要介绍了沉淀法、吹脱法、生物法、吸附法等处理氨氮的方法。其中沉淀法虽快速简单，但是其副产物可能难以处理；吹脱法虽然流程简单，效果稳定，但是进出水需调节pH,实验产物会引起污染；生物法虽然处理效果好，二次污染小，但是大多工艺流程繁琐且影响因素多。吸附法与其它工艺流程相比较，因工艺简便、处理效果较好、二次污染较小等优点而颇受青睐，因此探寻新型、高效、低成本的氨氮吸附材料及改性方法已成为水污染防治
44、领域的研究热点01.3火山岩的来源、特征及应用1.3.1 火山岩的来源及特征火山岩是指来自地球深部炽热的岩浆经火山口喷出到地表冷凝而成的岩石,大多为岩浆转变而成的熔岩。i般情况下，岩浆都经过结晶分异作用，使其化学成分发生了改变。由于岩浆成分的差异，其冷却凝固后所形成的岩石也呈现出多样化的特征。从喷口到出口一般为中低温热液活动阶段，温度较高，压力较大,通常由高温向中温过渡。玄武岩、安山岩、流纹岩、粗面岩和响岩分别是基性、中性、酸性、半碱性和碱性喷出的岩石类型。喷出岩常分布于大陆边缘地区，主要见于前寒武纪变质岩系之中。喷出的岩石呈现出多种复杂的构造形态，包括气孔、杏仁状和流纹等，这些构造形态多为玻
45、璃质、隐晶质或斑状。喷发过程中发生了熔融作用、交代作用和热液蚀变作用，产生了各种颜色和光泽的熔岩及熔结凝灰岩，称为火山玻璃岩。除了熔岩，广义上的火山岩还包括由火山碎屑形成的岩石。火山碎屑岩一般都含有一定量的有机质和无机矿物成分。1 .火山熔岩是一些低粘度、低挥发分的岩浆（如基性岩浆）以熔体形式溢流出火山口，一些高粘度的酸性岩浆在火山喷发晚期，由于岩浆房中的挥发分大量逃逸以后而侵出地表，也可以形成熔岩。不同的岩浆成分，可分为不同类别的火山熔岩：超镁铁质熔岩：超镁铁质火山熔岩主要包括苦橄岩、麦美奇岩和科马提岩。苦橄岩:往往产于玄武岩系的底部,常与苦橄质玄武岩共生。岩石多为斑状结构，斑晶一般为橄榄石
46、，但也有少量辉石。并且，岩石中可含有少量的斜长石、角闪石、金属矿物等。苦橄岩常常形成于与地幔柱活动有关的大陆溢流玄武岩区或者大洋溢流玄武岩区。也有少量的苦橄岩形成于与俯冲有关的岛弧环境。麦美奇岩:又称玻基纯橄岩。岩石具玻基斑状结构，橄榄石是斑晶,基质为黑色的火山玻璃，有时含少量的钛普通辉石微晶。科马提岩：常呈岩流或浅成岩体产出。岩石由高镁的橄榄石、辉石及少量金属矿物和基性玻璃组成。常见枕状构造，具独特的鬣刺结构。镁铁质火山熔岩：镁铁质火山熔岩主要包括玄武岩及其相关岩类，如苦橄岩、玄武安山岩、碧玄岩和碱玄岩等。玄武岩：主要由普通辉石、基性斜长石组成,也含有火山玻璃。发育气孔构造和杏仁构造，以斑状
47、及无斑隐晶结构为主，基质多具微晶-隐晶质。根据其产出的构造背景可划分为不同类型：如洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩、大陆溢流玄武岩、大陆裂谷玄武岩、俯冲带有关玄武岩等。中性火山熔岩：根据QAP图解，中性火山熔岩可分为安山岩、安粗岩、粗面岩：碱长粗面岩以及石英安粗岩、石英粗面岩、石英碱长粗面岩。安山岩：常具斑状结构，斑晶多为中-拉长石和辉石、角闪石、黑云母等暗色矿物，角闪石和黑云母斑晶多见熔蚀及暗化边现象。基质主要由中-更长石等组成。2 .火山碎屑岩主要为爆发式火山活动产生的碎屑物通过空气或者水介质堆积后，经过成岩作用形成的岩石。在岩石组成上，具有火山熔岩相似的火成岩特征，但在结构和构造上，既有火成岩的
48、特征，也有一些沉积岩的特征。正常火山碎屑岩类：火山碎屑物体积分数大于90%,正常沉积物和熔岩物质极少。按成岩作用方式和结构构造特点，又可分为普通火山碎屑岩、熔结火山碎屑岩和层火山碎屑岩3个亚类。普通火山碎屑岩亚类：普通火山碎屑岩是一种火山喷发产生的碎屑物质经由风化、沉积等作用后形成的沉积岩。其中，碎屑物质的粒度大小从粉尘到泥沙大小不等，包括岩屑、玻璃碎片、矿物晶体等。熔结火山碎屑岩亚类：熔结火山碎屑岩是一种火山喷发时喷出高温熔体、玄武质岩浆所形成的一类沉积岩。这类岩石的特点是含有较高含量的熔融物质与碎屑，在火山活动过程中经过冷却和固化而形成。熔结火山碎屑岩亚类通常分为凝灰角砾岩、凝灰质砾岩、凝灰角砂岩和凝灰质砂岩等四种亚类。凝灰角砾岩是由角砾和碎屑熔岩粘土物质以及玻璃颗粒混合而成。凝灰质砾岩则是由长石晶体和角砾等更细小的熔体碎屑组成。凝灰角砂岩是由砂粒大小的碎岩和熔融砂石颗粒混合而成。凝灰质砂岩则是由熔体基质攀附于石英砂颗粒上形成。根据碎屑的粒度分为熔结集块岩、熔结角砾岩和熔结凝灰岩。层火山碎屑岩亚类：层火山碎屑岩是一种火山岩，在构成过程中由于火山喷发所形成。它们在成因
