毕业设计幻灯片课件

氨氮在砂土中的吸附/解吸

动力学研究

研究背景目的意义实验研究论文结论1.研究背景研究表明，铵态氮的环境行为中，吸附作用是一个可以阻滞和延缓氮素进一步迁移和转化，在一定程度上抑制氮素流失的重要过程。

NH4+——有机氮溶解在土中主要存在形式一部分被植物吸收，另一部分被土吸附吸附作用“三氮”——衡量水质的重要指标3.实验研究3.1研究现状3.2土样基本性质3.3实验方法3.4实验过程3.5实验分析3.1研究现状氨氮的吸附和解吸基本都符合一级反应动力学方程氨氮的吸附/解吸速率先增大,而后逐渐变缓。不同粒径的土壤对氨氮的吸附平衡时间几乎相同，但是吸附量不同,可以说土壤粒度的大小只影响土壤吸附和解吸速率，而对吸附和解吸平衡时间影响不大国外学者采用多种动力学方程对土的反应动力学数据进行拟合,探讨方程的适应性不同方程的适宜程度不同土壤化学反应中一些动力学方程只是在一定时间范围内显示具有较好的适应性国内国外3.2土样基本性质土样背景氨氮测量

编号12345质量（g）20.00320.003720.002620.003320.0078振荡时间（h）0.51234离心后吸光度0.0380.0470.0450.0470.041浓度（mg/L）1.18912.51032.21672.51031.62952mol/L氯化钾

进一步计算可得，土样中氨氮的含量为0.0125mg/g纳氏试剂比色法3.2土样基本性质粒径/μm<5μm5-75μm75-2000μm2000μm-60mm含量/%13.2%22.24%64.56%0%粒组颗粒名称粒径d的范围（mm）巨粒漂石（块石）d>200卵石（碎石）60<d≤200粗粒砾粒粗砾20<d≤60中砾5<d≤20细砾2<d≤5砂粒粗砂0.5<d≤2中砂0.25<d≤0.5细砂0.075<d≤0.25细粒粉粒0.005<d≤0.075粘粒d≤0.005《土的工程分类标准》（GB/T50145-2007）土的粒组划分3.2土样基本性质粒径/μm<5μm5-75μm75-2000μm2000μm-60mm含量/%13.2%22.24%64.56%0%土类粒组含量土类代号土类名称砂细粒含量<5%级配Cu≥5，1≤Cc≤3SW级配良好砂级配：不同时满足上述要求SP级配不良砂含细粒土砂5%<细粒含量<15%SF含细粒土砂细粒土质砂15%<细粒含量<50%细粒组中粉粒含量不大于50%SC粘土质砂细粒组中粉粒含量大于50%SM粉土质砂

砂类土的分类

粘粒砂粒粉粒粉土质砂3.2土样基本性质风干土MgAlCaVCrMnFemg/g7.9361.14.60850.34370.172352.05685.5CoNiCuZnCdPbmg/g0.0292550.07350.096850.39835020.87矿质全量分析

3.4实验过程过2mm（10目）筛土样过0.9mm（20目）筛土样过0.15mm（100目）筛土样常温（20.7℃）吸附实验40℃条件下吸附实验60℃条件下吸附实验常温解吸实验主要实验吸附实验称样加液振荡过滤测量吸附实验步骤过2mm筛土样过0.9mm筛土样过0.15mm筛土样40℃60℃解吸实验称样加液振荡过滤测量解吸实验步骤高纯水吸附平衡土样较长常温下吸附实验ExpAssoc模型[y=y0+A1×(1-exp(-x/t1))+A2×(1-exp(-x/t2))]筛孔数2mm0.9mm0.15mm震荡时间min吸附量mg/g吸附量mg/g吸附量mg/g000010.29430.25790.28430.28930.28110.307250.30490.31230.3126150.31610.29580.2893300.31350.31510.3126600.31510.30850.28391200.31240.31480.2827数据拟合常温下吸附实验拟合结果为R2=0.99288过2.0mm筛：q=2.6286×10-19+0.02842×(1-exp(-t/6.15219))+0.28622×(1-exp(-t/0.00187))过0.9mm筛：q=8.1063×10-19+0.08552×(1-exp(-t/2.10738))+0.2241×(1-exp(-t/0.00534))过0.15mm筛：q=2.4543×10-18+0.04783×(1-exp(-t/0.02612))+0.24822×(1-exp(-t/0.00616))ExpAssoc模型[y=y0+A1×(1-exp(-x/t1))+A2×(1-exp(-x/t2))]常温下吸附实验过2mm筛土样0.31464mg/g62.93%过0.9mm筛土样0.30962mg/g61.92%过0.15mm筛土样0.29605mg/g59.21%吸附量吸附率还有40%左右的氨氮会流失，对地下水造成潜在的污染吸附量差别不大，随粒度增加吸附量略有增加不同温度下吸附实验常温条件下：q=-1.065×10-18+0.02842×(1-exp(-t/6.15219))+0.28622×(1-exp(-t/0.00187))40℃条件下：q=-9.6272×10-20-0.02543×(1-exp(-t/84.58608))+0.29783×(1-exp(-t/0.00693))60℃条件下：q=9.4311×10-16-0.06772×(1-exp(-t/1.76574))+0.33254×(1-exp(-t/0.00086))ExpAssoc模型[y=y0+A1×(1-exp(-x/t1))+A2×(1-exp(-x/t2))]拟合结果为R2=0.99472

不同温度下吸附实验常温条件下0.3146mg/g62.93%40℃条件下0.2796mg/g55.92%40℃条件下0.2648mg/g52.96%吸附量吸附率温度越小吸附量越大常温解吸实验ExpAssoc模型[y=y0+A1×(1-exp(-x/t1))+A2×(1-exp(-x/t2))]振荡时间h解吸量mg/g解吸量mg/g0000.250.04480.02860.50.0560.034810.05350.038520.05850.039830.07840.03735

0.07680.037370.07840.051240.06970.0598数据拟合常温解吸实验过20目筛土样0.07517mg/g24.28%过100目筛土样0.05996mg/g20.25%解吸量解吸率经过较大孔径筛的土样解吸率大（1）该类型粉土质砂对氨氮的吸附、解吸速率均为先增大，而后逐渐变得缓和，最后达到一个平衡的吸附/解吸量。（2）该土在10min左右时吸附量即已经达到平衡时的吸附量。而解吸却在5h左右才达到平衡解吸量，这充分说明了一旦氨氮的水溶液与土样接触，会马上被土所吸附；而解吸过程却进行的十分缓慢。4.论文结论经过一定的变形，动力学吸附的方程为：常温条件下：ln（0.31464-q）=ln0.02842-t/6.1521940℃条件下：ln（0.32326-q）=ln0.02543-t/84.5860860℃条件下：ln（0.40026-q）=ln0.06772-t/1.76574可以看出，该方程是经过一定变化的一级反应动力学方程。说明，实验用土的氨氮的吸附符合一级反应模型。

经过一定的变形，动力学解