本文關(guān)鍵詞：生活污水除磷藥劑復(fù)配及其除磷性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,我國生活污水的排放總量日益增多,而生活污水中人類排泄物、洗滌劑等都含有大量的磷。有研究表明,水體中超過0.02mg/L的磷即可引起的富營養(yǎng)化污染。目前,國內(nèi)外主要的除磷方法主要包括生物除磷法和物理化學(xué)除磷法,但是,對于含磷量較高的生活污水,生物法往往達不到國家規(guī)定的排放標準,而物理化學(xué)除磷法中的化學(xué)沉淀法除磷效率好(75%~85%)且穩(wěn)定可靠(可達0.5mg/L的出水標準),其關(guān)鍵在于混凝劑的使用,在很大程度上,它決定著水處理技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展、工藝流程的簡化、水處理成本以及水質(zhì)凈化效果。本文首先考察了鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽三類混凝劑的除磷性能及除CODCr效果,以期為混凝劑在污水處理領(lǐng)域中的使用提供一定的參考。再者從去除效果、pH、經(jīng)濟三個角度篩選混凝劑并進行復(fù)配,以期減少污水處理的成本。最后,運用正交法與逐步配比法聯(lián)合來優(yōu)化三種混凝劑復(fù)配,利用P-B試驗設(shè)計和響應(yīng)面分析方法優(yōu)化混凝劑復(fù)配的除磷性能,以期為混凝劑的復(fù)配提供了新的研究思路�；炷齽┬阅茉囼炑芯勘砻�,FeCl3、Fe2(SO4)3、FeSO4及PFS的最適pH分別為5、6、8、6。AlCl3、Al2(SO4)3、PAC混凝劑的最佳pH分別為7、6、7;CaO混凝劑的最佳pH為10。PAC投加量對出水pH幾乎沒有任何影響,CaO、AlCl3對出水pH的影響較大,其他混凝劑投加量對出水pH的影響大小依次為Fe2(SO4)3FeCl3PFSAl2(SO4)3Fe SO4。在相同投加量及最佳pH下,各混凝劑除磷率按大小順序排列依次為:FeCl3AlCl3Al2(SO4)3Fe2(SO4)3PFSPACCaOFeSO4。各混凝劑對CODCr的去除率依次為:PACAlCl3FeCl3Fe2(SO4)3PFSAl2(SO4)3Ca OFeSO4�；炷淖罴鸦炷龡l件為,混合速度150r/min、混合時間30s、絮凝速度120r/min、絮凝時間15min、沉淀時間30min。兩種混凝劑復(fù)配試驗研究表明,CaO和FeSO4進行復(fù)配,兩者以3:2復(fù)配為宜,此配比條件下,CODCr的去除率為45.8%,比單獨投加CaO、FeSO4分別提高了7.1%、7.5%,TP去除分別提高了1.2%、29.3%。而PFS與AlCl3以4:1進行復(fù)配最好,此時,CODCr的去除率為41.6%,TP的去除率高達80.1%,比單獨投加PFS和AlCl3混凝劑,CODCr去除率分別增加了10.4%、12.1%;TP去除率分別增加了16.7%、0.6%。AlCl3、FeCl3和Fe2(SO4)3三種混凝劑以依次投加的方式進行復(fù)配,考察復(fù)配混凝劑對TP和CODCr去除效果與影響因素。研究表明,復(fù)配混凝劑(AlCl3:FeCl3:Fe2(SO4)3)以5:6:7的比例投加對污染去除效果最好,pH是其去除TP及CODCr的關(guān)鍵因素,當復(fù)配試劑投加量為160 mg/L時,TP和CODCr的去除率分別為95.1%和78.1%,出水TP濃度0.402 mg/L,達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準,CODCr的去除率比出單一混凝劑(AlCl3、FeCl3、Fe2(SO4)3)高12.9~20.1%。基于前期單因素試驗結(jié)果,選取對CODCr及TP去除效果均較優(yōu)的三種混凝劑(氯化鋁、氯化鐵、硫酸鐵)進行復(fù)配。利用Plackett-Burman(P-B)設(shè)計篩選出影響復(fù)合混凝劑對TP及CODCr去除效果的主要因素。結(jié)果表明:影響TP去除的主要因素為生活污水初始pH、氯化鋁投加量、硫酸鐵投加量;而生活污水初始pH、轉(zhuǎn)速對CODCr的去除影響顯著。進一步應(yīng)用最陡爬坡試驗趨近各主要因素的最優(yōu)水平,在Box-Behnken設(shè)計模型的基礎(chǔ)上進行響應(yīng)面(Response Surface Methodology,RSM)分析,確定顯著因素的最佳水平如下:生活污水初始的pH為5.2,氯化鋁、硫酸鐵投加量分別為45mg/L、51mg/L。在此最佳條件下,TP去除率的試驗值(82.89%)與預(yù)測響應(yīng)值(81.99%)接近,證實了P-B試驗設(shè)計、最陡爬坡設(shè)計和響應(yīng)面聯(lián)用優(yōu)化復(fù)合混凝劑的可行性,與單一混凝劑(氯化鋁、氯化鐵、硫酸鐵)相比,該復(fù)合凝劑表現(xiàn)出較好的混凝性能,與鋁鹽混凝劑相比,減小了對人體健康的危害。本研究結(jié)果為混凝劑在污水水處理領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一定的參考價值,且在一定程度上降低了處理成本,同時也為混凝劑的復(fù)配提供新的研究思路。
【關(guān)鍵詞】：生活污水 復(fù)配混凝劑 除磷性能 最佳混凝條件 響應(yīng)面法
【學(xué)位授予單位】：綿陽師范學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X799.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 前言10-11
• 1.1.2 含磷廢水的來源及危害11
• 1.1.3 磷存在的形式11-13
• 1.2 除磷技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 生物處理法除磷研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 人工濕地法除磷研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 結(jié)晶法除磷研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 吸附法除磷研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.5 化學(xué)沉淀法除磷研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題的來源及研究意義19-20
• 1.3.1 課題的來源19
• 1.3.2 課題研究的意義19-20
• 1.4 研究的內(nèi)容、技術(shù)路線及創(chuàng)新點20-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.4.2 技術(shù)路線21
• 1.4.3 論文創(chuàng)新點21-22
• 第2章 實驗材料和方法22-28
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.1.1 實驗藥品和試劑22
• 2.1.2 實驗水樣22
• 2.1.3 實驗儀器和設(shè)備22-23
• 2.2 實驗方法23-28
• 2.2.1 投加量影響試驗23
• 2.2.2 pH影響試驗23
• 2.2.3 水力條件影響試驗23-24
• 2.2.4 三類混凝劑性能比較試驗24
• 2.2.5 兩種無機混凝劑復(fù)配試驗24
• 2.2.6 三種混凝劑依次投加的復(fù)配優(yōu)化24-25
• 2.2.7 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗25-26
• 2.2.8 水質(zhì)指標的測定26-28
• 第3章 三類混凝劑除磷性能研究28-40
• 3.1 鐵鹽除磷性能的研究28-33
• 3.1.1 鐵鹽除磷機理28
• 3.1.2 氯化鐵投加量對TP及CODCr去除的影響28-29
• 3.1.3 硫酸鐵投加量對TP及CODCr去除的影響29-30
• 3.1.4 硫酸亞鐵投加量對TP及CODCr去除的影響30
• 3.1.5 PFS投加量對TP及CODCr去除的影響30-31
• 3.1.6 鐵鹽混凝劑最佳pH的確定31-33
• 3.2 鋁鹽除磷性能的研究33-36
• 3.2.1 鋁鹽除磷機理33
• 3.2.2 氯化鋁投加量對TP及CODCr去除的影響33-34
• 3.2.3 硫酸鋁投加量對TP及CODCr去除的影響34
• 3.2.4 PAC投加量對TP及CODCr去除的影響34-35
• 3.2.5 鋁鹽混凝劑最佳pH的確定35-36
• 3.3 鈣鹽除磷性能的研究36-38
• 3.3.1 鈣鹽除磷機理36-37
• 3.3.2 氧化鈣投加量對TP及CODCr去除的影響37
• 3.3.3 氧化鈣最佳pH的確定37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第4章 混凝條件及三類混凝劑性能對比研究40-44
• 4.1 混凝條件因素的確定40-42
• 4.1.1 混合速度與混合時間的影響40
• 4.1.2 絮凝速度及絮凝時間的影響40-41
• 4.1.3 沉淀時間的影響41-42
• 4.2 三類混凝劑性能比較42-43
• 4.2.1 混凝劑投加量對出水pH的影響42
• 4.2.2 三類混凝劑除磷性能比較42-43
• 4.3 本章小結(jié)43-44
• 第5章 復(fù)配除磷藥劑試驗研究44-62
• 5.1 兩種無機混凝劑復(fù)配試驗結(jié)果與分析44-45
• 5.1.1 硫酸亞鐵與氧化鈣的最佳復(fù)配比例44
• 5.1.2 PFS與氯化鋁最佳復(fù)配比例44-45
• 5.2 三種混凝劑依次投加的復(fù)配優(yōu)化45-49
• 5.2.1 正交試驗45-46
• 5.2.2 最佳復(fù)配比的確定46-47
• 5.2.3 最佳pH確定47
• 5.2.4 復(fù)配混凝劑效果研究47-49
• 5.3 基于響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)配混凝除磷研究49-56
• 5.3.1 正交設(shè)計試驗50-51
• 5.3.2 P-B試驗結(jié)果51-53
• 5.3.3 最陡爬坡試驗結(jié)果53-54
• 5.3.4 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果54-56
• 5.4 響應(yīng)面分析56-59
• 5.4.1 氯化鋁混凝劑投加量和初始溶液pH對TP去除過程的影響56
• 5.4.2 硫酸鐵混凝劑投加量和初始溶液pH對TP去除過程的影響56
• 5.4.3 混凝劑氯化鋁和硫酸鐵的投加量對TP去除過程的影響56-58
• 5.4.4 優(yōu)化復(fù)配混凝劑驗證試驗58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考 文獻64-71
• 致謝71-74
• 在學(xué)期間的科研情況74

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