【摘要】：傳統(tǒng)的生物除磷技術(shù)局限性較大,當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)差或在低溫下除磷效果往往較差;常規(guī)混凝除磷技術(shù)受溫度影響大,低溫下混凝劑水解速度慢,膠體粒子的布朗運(yùn)動(dòng)受到抑制,這一系列原因?qū)е碌蜏叵鲁Ｒ?guī)的混凝技術(shù)除磷效果并不理想。微粒加載混凝技術(shù)是在常規(guī)混凝技術(shù)基礎(chǔ)上,在脫穩(wěn)的膠體粒子還未重新凝聚前,向水中投加磁粉或微砂等小粒徑顆粒物質(zhì)。水中膠粒在助凝劑的作用下包裹在微粒周圍,從而減少水中游離的含磷微粒,提高除磷率和泥水分離速度,抵消低溫對(duì)除磷造成的影響。本文針對(duì)低溫條件下污水廠出水磷易超標(biāo)的問(wèn)題,研究加載混凝技術(shù)強(qiáng)化去除低溫下污水廠出水中磷的最佳工況,并建立了微粒加載混凝技術(shù)低溫下除磷的動(dòng)力學(xué)模型。常規(guī)混凝除磷實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,選用聚合氯化鋁(PAC)、Al_2(SO_4)_3和FeCl_3作為除磷藥劑時(shí),除磷效果最好的是FeCl_3,其在pH為5,投加量為60mg/L,PAM投加量為1.5mg/L的條件下,常溫時(shí)的除磷率可達(dá)91%左右,低溫時(shí)可達(dá)86%左右。磁加載混凝除磷實(shí)驗(yàn)顯示,磁粉粒徑越小,除磷效果越好。污水廠曝氣池出水先經(jīng)過(guò)二沉池進(jìn)行泥水分離再進(jìn)行磁混凝除磷時(shí),在投加磁粉粒徑為800目,投加量為140mg/L,絮凝階段轉(zhuǎn)速度為55~60r/min,時(shí)間為8min的運(yùn)行工況下,常溫時(shí)除磷率可達(dá)97%,低溫時(shí)除磷率可達(dá)95%左右。當(dāng)對(duì)曝氣池出水直接進(jìn)行磁加載混凝同步除磷時(shí),在投加磁粉粒徑為800目,投加量為400mg/L,絮凝階段轉(zhuǎn)速為60r/min,時(shí)間為8min的運(yùn)行工況下,常溫時(shí)除磷率為95%左右,低溫時(shí)在92%左右�？梢�(jiàn),磁加載可以強(qiáng)化常規(guī)混凝處理的效果,尤其是在低溫條件下,可以使除磷效率提高10%左右。砂加載混凝除磷實(shí)驗(yàn)顯示,當(dāng)采用140~180目的微砂進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)時(shí),在投加量為240mg/L,慢攪速度為60r/min,攪拌時(shí)間為6min的條件下,常溫時(shí)除磷率為93.89%,低溫時(shí)為89.61%。表明砂加載也可以在一定程度上強(qiáng)化常規(guī)混凝除磷的效果,低溫時(shí)的除磷率可提高4%左右。150目磁粉的磁加載除磷和140~180目微砂的砂加載除磷的對(duì)比顯示,磁加載混凝技術(shù)無(wú)論是在除磷率還是在泥水分離速度以及助凝劑使用量上都優(yōu)于砂加載混凝。掃描電鏡(SEM)、顯微鏡對(duì)絮體結(jié)構(gòu)的觀察以及對(duì)絮體分形維數(shù)的測(cè)定結(jié)果顯示,磁絮體較砂絮體結(jié)構(gòu)更緊密、比重更大,Zeta電位的測(cè)定結(jié)果表明加入磁粉可降低系統(tǒng)的Zeta電位,而微砂無(wú)此作用,因此從低溫除磷角度選擇加載材料應(yīng)以磁粉為最佳選擇。通過(guò)響應(yīng)曲面分析法對(duì)除磷的最佳工況進(jìn)行分析得出,對(duì)二沉池出水進(jìn)行磁加載除磷時(shí),在低溫條件下采用800目磁粉進(jìn)行磁加載混凝除磷的最佳工況為:磁粉投加量為128.7mg/L,絮凝轉(zhuǎn)速為59.18r/min,攪拌時(shí)間為8.02min,相應(yīng)的除磷率接近95%。同樣條件下采用140~180目的微砂的最佳工況為:投加量為243.20mg/L,絮凝轉(zhuǎn)速為57.92r/min,攪拌時(shí)間為5.14min,除磷率可達(dá)89.92%。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,低溫下加載混凝除磷反應(yīng)符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,低溫下磁加載混凝除磷的表觀反應(yīng)速率常數(shù)為:k=5.446′10~-66 L~(-0.3416)m~1.2416.2416 v~(1.5455),其中:L表示磁粉粒徑,μm;m表示磁粉投加量,mg/L;v表示絮凝階段攪拌速度,r/min。低溫下140~180目微砂的砂加載混凝除磷的表觀反應(yīng)速率常數(shù)為:k=5.055′10~(-4)m~0.4892.4892 v~(0.9146),其中:m表示微砂投加量,mg/L;v表示絮凝階段攪拌速度,r/min。
【圖文】：

低溫實(shí)驗(yàn)燒杯Figure2-1Lowtemperatureexperimentalbeaker

響應(yīng)曲面圖
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2670568