过氧化钙对黑臭水体处理效果研究

发布时间：2020-11-21 14:11

　　 随着我们国家经济和人民生活质量得到空前的发展和提高,城市化的规模也逐渐扩大,人口越来越多,各类污水排放量与日俱增。随之而来的是,大量没有经过处理的生活污水以及工业废水排入水体中,给城市河道带来了大量的污染负荷,导致河道水质恶化,出现季节性或者终年性的黑臭现象。消除城市的黑臭河道,改善城市河道环境,已经成为了当前备受关注的重大事务之一,对提高居民生活质量、促进社会经济发展有着极其重要的意义。磷不仅是水体黑臭主要的影响因子,同时也是城市黑臭河道富营养化次生灾害的主要营养元素,它的去除对黑臭水体的治理有着重要意义。本文对过氧化钙在不同条件下的除磷效果和钙磷产物进行了研究,在此基础上又以安徽工程大学的校内黑臭河道为研究对象,研究了过氧化钙在封闭的条件下,对该黑臭河道的水质净化效果。具体研究结果如下:(1)过氧化钙对磷的去除效果,随着过氧化钙投加量的增加,呈现先增加后趋于稳定的趋势;通过控制反应时间可以发现,正磷酸盐的去除效率与反应时间呈正相关,反应480min后,正磷酸盐的去除效率逐渐稳定;温度对过氧化钙的除磷效果与正磷酸盐浓度有关,25℃条件下,正磷酸盐的去除效果和初始浓度呈正相关,低浓度的含磷水样,温度越高除磷的效果越好;除磷效果受p H的影响很大,当初始p H为中性时,除磷效果最好,较低或者较高的p H对磷的去除效果均不是最佳;通过控制反应过程p H,碱性越高过氧化钙的除磷效果越好。通过对反应产物的表征发现,过氧化钙与正磷酸盐的最终产物为磷酸三钙。(2)验证试验表明,过氧化钙对黑臭水体中的磷有较强的去除效果。各个因素的影响与前期实验相同。过氧化钙投加量超过2g/L,反应时间超过24小时,水样中的磷去除效率不再增加;温度对过氧化钙的除磷效果,受投加量的影响。当初始p H为12时,对正磷酸盐和总磷的去除效率最高,分别达到96.25%和83.50%。(3)验证试验同时表明,黑臭水样中的溶解氧(DO)浓度与过氧化钙的投加量呈正比,总氮和氨氮的去除效率随着过氧化钙投加量的增加,先增加后趋于稳定。当投加量为2g/L时,DO浓度增加较为缓慢,总氮和氨氮的去除效率达到最大。通过控制反应的静置时间,发现静置1h时,黑臭水中的DO浓度最高,随后变化较小;总氮和氨氮的去除效率和静置时间呈正相关,静置2d,氨氮的去除效率达到最高,静置3d总氮的去除效率最高;通过调节p H发现,黑臭水样中的DO与p H呈负相关;增加初始p H可以提高对黑臭水样中总氮和氨氮的去除效率,当初始p H为12时,总氮和氨氮的去除效率分别达到27.15%和25.00%。
【学位单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X52
【部分图文】：

图 3-1 可知，过氧化钙对正磷酸盐的去除效率，随着投加量的增加于稳定的态势。在过氧化钙投加量为 0~0.1g 时，正磷酸盐去除速增大，从 0 迅速增加到 65.00%，； 0.1g~0.3g 时，正磷酸盐的去除~100.00%，当投加量大于 0.3g 时，正磷酸盐的去除效率达到 100%钙法除磷，程慧琳[64]等人在对纳米碳酸钙除磷效果的研究中发现g/L 正磷酸盐溶液需要 0.5g 的纳米碳酸钙能完全去除[18]；姚京君酸钙处理含磷废水的研究中发现，用 7g 的硫酸钙处理 100mL 的酸盐溶液反应平衡后，去除率仅为 81.05%[19]；董婧蒙[66]等人通过磷的机理和改良的研究中发现，0.7g 的石灰石处理 100mL 质量/L 的正磷酸盐溶液，处理效率仅为 80.20%；可见，不同的钙法除磷的去处效果差别还是比较大的，本研究所得到的过氧化钙对正磷酸明显高于上述的几种钙法除磷的去除效率。

去除效率也逐渐增大，45℃的去除效率最高；当初始正磷酸盐浓度mg/L,在室温为 25℃时的去除效果最佳。熊鑫[67]等人的研究发现过氧化酸盐的去除属于自发的放热反应[13]，低温可以促进反应的进行，而在温条件下，可以使反应体系中的分子获得更高的活化能，增加分子间的有率，从而增加反应速率，促进反应的进行。在初始正磷酸盐的浓度较低系中的活化分子数量较小，45℃条件下，提高了分子进行有效碰撞的概即便对于放热反应，45℃条件下的除磷效果仍然最高。增加体系中的磷化分子的数量也随着增加，有效碰撞的次数也会越来越多，此时，较低促进反应的进行，提高了过氧化钙对磷的去除效率，25℃条件下，磷的最高。15℃对磷的去除效率最低，说明较低的温度不利于过氧化钙对磷在实际应用中，黑臭水体中的磷酸盐浓度均小于 100mg/L[21-23],且反应都下操作，结合反应结果 25℃在整个反应过程中对正磷酸盐的去除效率所以，在过氧化钙处理黑臭水较为实际。

分别向 10mg/L 的溶液中加入 0.02g 的过氧化钙，20m氧化钙 0.05g ，30mg/L 的溶液中加入过氧化钙 0.1g，在 25℃恒温震荡，每隔 2min、5min、10min、15min、20min、25mn、50 min、60 min、90 min、120 min、360 min、480 min、720 m测定滤液中正磷酸盐的含量；图 3-3 是过氧化钙对磷的处理效线。图 3-3 可以发现，静置时间不大于 360min，过氧化钙和正磷酸 时，除磷效果最佳,为 69.21%；大于 480min 后，钙磷投加比为最好，且去除率稳定在 84.12%。在整个反应过程中，钙磷投，正磷酸盐的去除效率均较低。可见，提高钙磷比是增强过氧效手段。钙磷产物种类较多，不同钙磷投加比，会使得产生不，由此结果可知，若是采用过氧化钙进行快速除磷，钙磷投加8 左右。
【参考文献】

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本文编号：2893119