【摘要】：磷是控制水體富營養(yǎng)化的重要因素。近年來,蘑菇湖水體中的含磷量嚴重超標,隨著含磷污水不斷進入水庫,超過了水體自凈能力,水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化。本研究以蘑菇湖水庫為主要研究對象,探究蘑菇湖水庫污染現(xiàn)狀及電化學法除磷效果,并根據(jù)實驗過程中產(chǎn)生的沉淀物探究電化學除磷回收磷酸銨鎂(俗稱鳥糞石)的最優(yōu)水平。于2017年7月-2017年11月進行實地采樣調(diào)查,并對檢測值進行分析,結合調(diào)查數(shù)據(jù)對蘑菇湖水進行評價。在實驗室采用模擬蘑菇湖水進行電化學除磷的效果實驗,探究電流密度、初始pH和電極板材料對電化學除磷效果的影響。設計正交試驗,探究電化學除磷回收鳥糞石的最優(yōu)水平。采用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)進行實驗機理及沉淀物分析,并將實驗所得的最優(yōu)條件進行實際水庫水除磷實驗。主要得出以下結論:(1)蘑菇湖水質(zhì)評價結果顯示:2012-2016年度豐水期蘑菇湖水體綜合污染指數(shù)大于2.0,屬于嚴重污染;2013-2014年度蘑菇湖水體為輕度富營養(yǎng)化;2016年度蘑菇湖水體營養(yǎng)化指數(shù)大于70,為重度富營養(yǎng)化。(2)在低濃度磷去除實驗中,鋁極板和鎂極板更適合應用于中性和弱堿性水體;鐵電極對水體pH值適應范圍大,在pH=3時,鐵極板對磷的去除率比鋁極板和鎂極板均高出11%。在電流密度為10 mA/cm~2的條件下電解30 min,三種陽極板對磷的去除率均為90%以上,但鎂極板除磷率分別高于鋁極板和鐵極板4.7%和2.7%,并在電解時間為20 min內(nèi),鎂極板對磷的去除率達到94.8%。(3)在高濃度磷污染物去除實驗中,鋁極板在酸性條件下的除磷效率低于中性和弱堿性水體;鎂極板電解至30 min后,在pH=3、pH=7、pH=9的含磷水體中均能達到90%以上的去除率。在pH=3條件下,鐵極板對磷的去除率比鋁極板高6%。當電流密度為15 mA/cm~2時,三種極板對磷的去除率均能達到95%以上,但是電解30 min內(nèi),鎂極板對磷的去除效果明顯高于鋁極板和鐵極板。(4)三種極板除磷機理主要通過電絮凝作用,但在鎂電極去除高濃度磷過程中,主要是電化學沉淀作用。電化學沉淀過程中產(chǎn)生了大量的鳥糞石沉淀,達到了回收磷的目的。(5)采用鎂極板電化學除磷回收鳥糞石,結果表明:在電壓為7 V,初始pH為8的條件下電解120 min能夠得到鳥糞石純度最優(yōu)水平;同時在電壓為7 V,初始pH為8的條件下電解180 min得到了最佳的磷去除率。(6)采用鎂電極進行蘑菇湖實際水實驗,實驗結果表明,電解30min后,對磷污染物去除率達90%以上,并符合二級反應動力學。
【圖文】：

技術路線圖

蘑菇湖采樣圖
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X524

【參考文獻】

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