氮、磷是所有生物的基本元素,在工農(nóng)業(yè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。然而,若水體中氮、磷含量超標(biāo),將導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。此外,由于磷屬不可再生資源,隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,全球磷資源儲量不斷減少。因此,開展磷回收研究對于水體富營養(yǎng)化的控制和磷資源的可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和實踐價值。本研究首先考察了電解法與化學(xué)沉淀法單獨(dú)除磷效果與機(jī)理,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了同步脫氮除磷組合工藝,以期開發(fā)高效的磷回收組合工藝,為磷回收技術(shù)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。電解與化學(xué)沉淀除磷對比研究表明:使用鐵、鋁鹽作為沉淀劑,溶液pH值和沉淀劑用量對磷酸鹽回收效果的影響顯著,反應(yīng)時間對Fe~(2+)作為沉淀劑的影響不可忽略;使用鐵和鋁作為犧牲電極,電流密度和pH值是電解過程中的關(guān)鍵控制參數(shù),在相同條件下,鐵電極回收磷酸鹽的效率明顯高于鋁電極,磷回收效率與化學(xué)沉淀效果相近,不過在鐵電極電解過程中增加曝氣裝置,可進(jìn)一步提高磷酸鹽去除率。對比分析顯示,由于化學(xué)沉淀法除磷需要投加大量化學(xué)藥劑,而電解法則無需投加化學(xué)藥劑,且操作簡單,因此,電解除磷顯得更為可行。為進(jìn)一步考察化學(xué)沉淀除磷效果,研究采用K-鳥糞石結(jié)晶法處理源分離尿液廢水,結(jié)果表明,使用低品質(zhì)氧化鎂和濃磷酸預(yù)制除磷劑,其回收磷和鉀效果最好,兩者去除率分別為71%和82%;由于廢水中Na~+與K~+存在競爭關(guān)系,當(dāng)Na:K的摩爾比增大到10:1時,沉淀固體中磷酸鈉鎂含量高于磷酸鉀鎂。為了消除Na~+對K-鳥糞石結(jié)晶過程的影響,分別以氯化鎂、鎂合金電極板、氫氧化鎂作為鎂源,考察了磷和鉀的回收效果,結(jié)果表明,以可溶性氯化鎂作為鎂源,Na~+對K-鳥糞石結(jié)晶過程影響較小,磷和鉀回收效果最好,采用氯化鎂分步加入的方式,磷的去除率為98%,鉀的去除率為77%。在上述實驗基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考察了組合工藝同步脫氮除磷效果。采用電解與化學(xué)沉淀組合工藝同時去除廢水中氨氮和磷酸鹽,以白云石作為H~+中和劑和磷酸鹽捕獲劑,在最佳條件下,氨氮基本上被完全去除,磷酸鹽去除率可以達(dá)到95%以上。綜上,相較于電解與化學(xué)沉淀法單獨(dú)除磷,采用電解與化學(xué)沉淀組合工藝同步脫氮除磷更具優(yōu)勢,不僅使廢水中的磷酸鹽達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),還解決了傳統(tǒng)電解同步脫氮除磷工藝中氨氮去除效果不理想的問題。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X52
【部分圖文】：

驗室 pH 計 PHS-25C 杭州奧利龍儀器有限公子分析天平 JJ124BC 常熟市雙杰測試儀器加熱攪拌器 79-1 上海梅香儀器有限公光分光光度計 722N 上海菁華科技儀器有限溫鼓風(fēng)干燥箱 101-1A 上海右一儀器有限公移液槍 XL.39-YYQ 上海滬西分析儀器廠英比色皿 10mm 宜興市光亮高科分析儀流穩(wěn)壓電源KXN-305D深圳市兆信電子儀器設(shè)備有的配制及裝置的組裝驗中，用 NH4Cl、Na2HPO4·12H2O、NaCl 和 KCl 配置污泥厭擬廢水中氨氮和磷酸鹽的濃度分別為 450 mg/L 和 148 mg/L。

4 Fe2+、Fe3+、Al3+作為沉淀劑，碳酸鹽濃度對磷酸鹽去除率的用量對化學(xué)沉淀法回收磷酸鹽的影響量對磷酸鹽回收的影響，F(xiàn)e2+、Fe3+、Al3+回收磷酸鹽溶件下，分別按照 Fe2+/Fe3+/Al3+:P 的摩爾比為 0.85:1，1:1加入 FeSO4、FeCl3、AlCl3，反應(yīng) 30 min，實驗結(jié)果如圖

第 2 章 電解與化學(xué)沉淀除磷對比研究在鋁電極板電解過程中，溶液初始 pH 值為 3 時，磷酸鹽可以達(dá)到很高的去除率，在較低的 pH 條件下，溶液中的 Al3+與 OH-反應(yīng)生成 Al(OH)3膠體的機(jī)會會減少，主要是生成磷酸鋁，所以，在 pH 值較低的情況下，磷酸鹽的去除率更高。此外，較低的初始 pH 值可以促進(jìn)二氧化碳的脫氣，從而降低碳酸鹽濃度對磷酸鹽回收的影響。2.3.2.3 曝氣對電解法回收磷酸鹽的影響上述實驗結(jié)果表明，鐵電極板電解回收磷酸鹽的效果比鋁電極板電解效果好。為了提高鐵電極板電解對磷酸鹽的去除率，在電解過程中增加曝氣裝置。將電解電流密度調(diào)節(jié)到 3.75 mA/cm2，溶液的初始 pH 值調(diào)節(jié)到 5，分別研究鐵電極板在曝氣速率為 0，1.5，3，4.5 L/min 時，磷酸鹽的去除率，實驗結(jié)果如圖 2-8 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2825431