城市污水处理厂不同工段污水中磷的化学去除效果及污水化学除磷特性研究
发布时间：2021-10-08 14:49
铁、铝等金属离子在一定条件下可以和水中溶解态的磷酸根发生化学反应形成不溶性磷酸盐化合物,从而使磷酸盐从水中转移到与水相分离的固相污泥中。污水中磷的化学去除即是根据这一原理实现的。相对污水生物除磷,化学除磷过程简单,但由于污水中存在多种杂质,因此化学除磷剂能否与磷酸盐反应得到不溶性磷酸盐沉淀物并且能结晶析出,是化学除磷得以实现所面临的根本性问题。本研究针对西安市第四污水处理厂中几个工段中污水（厌氧池、好氧池、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水池）的澄清液进行批次化学除磷试验,考察了投加不同化学除磷药剂、改变污水pH、有机物、离子浓度条件下化学除磷的结果;研究了污水化学除磷混凝过程中操作条件对絮体的影响;利用QCM-D进一步解析了化学除磷过程中各反应物之间的作用。旨在为指导污水处理厂提高化学除磷效率和丰富化学除磷机理认识奠定基础。论文结果表明:（1）城市污水处理厂不同段污水要实现最大化学除磷需要的最佳pH、除磷剂投配比和离子浓度不同;表明水质不同,水中杂质对磷酸盐化学沉淀影响的程度不同;总体上铁盐除磷率比铝盐除磷率高,说明铁盐与磷酸盐的结合程度更深,受水质影响较小。在铁盐化学沉淀磷的过程中,絮体...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同水质投加铁盐的磷去除率
图 3.2 不同水质投加铝盐的磷去除率从图中可以看出，在所考察的 pH 范围内、除磷率均呈现先增氧池和二沉池出现最大除磷率的 pH 为 6，而厌氧池、污脱池除磷率的 pH 为 5，并且除磷率在 pH=6 以后都有很大幅度降低解后起絮凝作用的是多核多羟基带正电荷的络合物，而这种络密切的关系[103]。本实验结果与冯利等人的实验结果吻合良好， 5.0~6.5 范围内是 AlCl3的最佳絮凝区。好氧池和二沉池的除除磷效果好，最大除磷率分别是 82%，83.3%，二沉池出水也标准，而厌氧池、污脱池、浓缩池最大除磷率分别是 78.7%，7，推测除磷率不相同的原因可能是由于水中存在的有机杂质能争吸附位和除磷系统的电位不同而导致。进一步考察发现，铁、铝盐在污水处理过程当中，混凝沉淀反应度降低，如图 3.3 所示。酸性过大，铁盐不易发生水解反应，以 Al(OH)3-
(a) (b)图 3.3 铁盐(a)和铝盐(b)反应前后的 pH 变化3.2 铁磷比/铝磷比对除磷效果的影响化学除磷关键的问题就是确定药剂的投加量。铁盐和铝盐化学混凝除磷过程中的反应如下[107]：Fe3++3OH-→Fe(OH)3（s） Fe3++PO43－→FePO4(s) （3-1）Al3++3OH-→Fe(OH)3（s） Al3++PO43－→AlPO4(s) （3-2）由上述除磷反应式可知，在化学混凝沉淀除磷时,去除 lmolP 至少需要 lmolFe3+或Al3+,也即是,去除 1gP 至少需要 1.8g 的 Fe,或者 0.9g 的 Al。由于实际污水的成分复杂，Fe3+或 Al3+可能同时会参与到多种化学反应中去[108]，这些复杂的物质与磷酸根竞争 Fe3+或 Al3+，所以 Fe3+或 Al3+不可能只与磷酸根反应，导致混凝除磷不能100%有效进行,所以在实际化学除磷过程中，沉淀剂一般需要超量投加,以保证出
【参考文献】：
期刊论文
[1]热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响[J]. 岳永强,刘永卓,常国璋,郭庆杰. 化工进展. 2017(10)
[2]磷酸铵镁结晶除磷技术研究进展[J]. 刘志. 能源与环境. 2017(04)
[3]农田土壤重金属污染农艺与生态修复技术[J]. 李剑飞. 农业工程技术. 2017(20)
[4]Mg2+对腐殖酸在EVOH膜面微观作用过程的影响[J]. 王磊,李松山,苗瑞,朱苗,邓东旭. 中国环境科学. 2017(04)
[5]耗散型石英晶体微天平处理膜污染研究进展[J]. 邱桢毅,王莹. 水处理技术. 2016(12)
[6]工业废渣复合混凝剂处理景观中水的研究[J]. 杨凯,谭娟,王雪峰. 山西建筑. 2016(32)
[7]HAP结晶法回收生活污水中磷的主要影响因素分析[J]. 王琳杰,余辉. 环境工程. 2015(12)
[8]某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素[J]. 郁娜,袁林江,吕景花. 环境工程学报. 2015(12)
[9]高分辨扫描电镜和X射线能谱Mapping技术研究碲矿物的成分和形态特征[J]. 胡勇平,于学峰,郑林伟,郑遗凡. 岩矿测试. 2015(06)
[10]羟基磷酸钙结晶除磷研究进展[J]. 王铸,杜兵,刘寅. 环境工程. 2015(11)
博士论文
[1]PbO2形稳阳极的制备及其电催化氧化降解有机污染物的作用机制[D]. 于丽花.西安建筑科技大学 2017
[2]碳纳米管和纳米纤维素晶体对超滤膜性能的提升研究[D]. 白朗明.哈尔滨工业大学 2017
[3]亚铁强化去除水中磷酸盐的作用机制与效能[D]. 李婷.哈尔滨工业大学 2015
[4]厌氧释磷上清液侧流化学磷回收对主流生物除磷系统的影响研究[D]. 吕景花.西安建筑科技大学 2015
[5]钛盐混凝剂的混凝行为、作用机制、絮体特性和污泥回用研究[D]. 赵艳侠.山东大学 2014
[6]PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂的制备、表征及絮凝性能研究[D]. 冯欣蕊.重庆大学 2014
[7]蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究[D]. 徐佳丽.中国地质大学 2014
[8]新型热裂解反应器的研制和生物质资源化利用研究[D]. 陈建秋.南京大学 2012
[9]水体中铁盐与磷酸盐的相互作用机理及其数学模型研究[D]. 毛岩鹏.山东大学 2012
[10]铁系混凝剂处理引黄水库水的混凝效果和絮体特性的研究[D]. 曹百川.山东大学 2012
硕士论文
[1]改性壳聚糖微球的制备及其对印染废水中甲基橙吸附性能研究[D]. 袁爽.华南理工大学 2016
[2]宁江区雅达虹工业园污水处理设施建设研究[D]. 丁伟.吉林大学 2016
[3]农村面源污染的经济根源探究及对策分析[D]. 武攀.河南大学 2016
[4]城市污水厂除磷规律及其污泥碳化废水的处理研究[D]. 吕秀彬.太原理工大学 2016
[5]有机污染层对聚酰胺复合纳滤膜面硫酸钙结垢的影响[D]. 杨若松.西安建筑科技大学 2016
[6]城市污水二级出水有机物的组成特性及其与重金属作用规律研究[D]. 杨霞霞.西安建筑科技大学 2016
[7]盐离子对牛血清蛋白在PVDF超滤膜面的吸附及解吸行为影响特征[D]. 米娜.西安建筑科技大学 2016
[8]溶解性有机物在PVDF改性膜表面吸附行为解析[D]. 黄松.西安建筑科技大学 2016
[9]还原氧化石墨烯在NOM表面的沉积特性及混凝去除研究[D]. 张敬敬.哈尔滨工业大学 2016
[10]水厂污泥回流强化低浊微污染水混凝效果试验研究[D]. 涂家勇.湖南大学 2016
本文编号：3424381
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同水质投加铁盐的磷去除率
图 3.2 不同水质投加铝盐的磷去除率从图中可以看出，在所考察的 pH 范围内、除磷率均呈现先增氧池和二沉池出现最大除磷率的 pH 为 6，而厌氧池、污脱池除磷率的 pH 为 5，并且除磷率在 pH=6 以后都有很大幅度降低解后起絮凝作用的是多核多羟基带正电荷的络合物，而这种络密切的关系[103]。本实验结果与冯利等人的实验结果吻合良好， 5.0~6.5 范围内是 AlCl3的最佳絮凝区。好氧池和二沉池的除除磷效果好，最大除磷率分别是 82%，83.3%，二沉池出水也标准，而厌氧池、污脱池、浓缩池最大除磷率分别是 78.7%，7，推测除磷率不相同的原因可能是由于水中存在的有机杂质能争吸附位和除磷系统的电位不同而导致。进一步考察发现，铁、铝盐在污水处理过程当中，混凝沉淀反应度降低，如图 3.3 所示。酸性过大，铁盐不易发生水解反应，以 Al(OH)3-
(a) (b)图 3.3 铁盐(a)和铝盐(b)反应前后的 pH 变化3.2 铁磷比/铝磷比对除磷效果的影响化学除磷关键的问题就是确定药剂的投加量。铁盐和铝盐化学混凝除磷过程中的反应如下[107]：Fe3++3OH-→Fe(OH)3（s） Fe3++PO43－→FePO4(s) （3-1）Al3++3OH-→Fe(OH)3（s） Al3++PO43－→AlPO4(s) （3-2）由上述除磷反应式可知，在化学混凝沉淀除磷时,去除 lmolP 至少需要 lmolFe3+或Al3+,也即是,去除 1gP 至少需要 1.8g 的 Fe,或者 0.9g 的 Al。由于实际污水的成分复杂，Fe3+或 Al3+可能同时会参与到多种化学反应中去[108]，这些复杂的物质与磷酸根竞争 Fe3+或 Al3+，所以 Fe3+或 Al3+不可能只与磷酸根反应，导致混凝除磷不能100%有效进行,所以在实际化学除磷过程中，沉淀剂一般需要超量投加,以保证出
【参考文献】：
期刊论文
[1]热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响[J]. 岳永强,刘永卓,常国璋,郭庆杰. 化工进展. 2017(10)
[2]磷酸铵镁结晶除磷技术研究进展[J]. 刘志. 能源与环境. 2017(04)
[3]农田土壤重金属污染农艺与生态修复技术[J]. 李剑飞. 农业工程技术. 2017(20)
[4]Mg2+对腐殖酸在EVOH膜面微观作用过程的影响[J]. 王磊,李松山,苗瑞,朱苗,邓东旭. 中国环境科学. 2017(04)
[5]耗散型石英晶体微天平处理膜污染研究进展[J]. 邱桢毅,王莹. 水处理技术. 2016(12)
[6]工业废渣复合混凝剂处理景观中水的研究[J]. 杨凯,谭娟,王雪峰. 山西建筑. 2016(32)
[7]HAP结晶法回收生活污水中磷的主要影响因素分析[J]. 王琳杰,余辉. 环境工程. 2015(12)
[8]某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素[J]. 郁娜,袁林江,吕景花. 环境工程学报. 2015(12)
[9]高分辨扫描电镜和X射线能谱Mapping技术研究碲矿物的成分和形态特征[J]. 胡勇平,于学峰,郑林伟,郑遗凡. 岩矿测试. 2015(06)
[10]羟基磷酸钙结晶除磷研究进展[J]. 王铸,杜兵,刘寅. 环境工程. 2015(11)
博士论文
[1]PbO2形稳阳极的制备及其电催化氧化降解有机污染物的作用机制[D]. 于丽花.西安建筑科技大学 2017
[2]碳纳米管和纳米纤维素晶体对超滤膜性能的提升研究[D]. 白朗明.哈尔滨工业大学 2017
[3]亚铁强化去除水中磷酸盐的作用机制与效能[D]. 李婷.哈尔滨工业大学 2015
[4]厌氧释磷上清液侧流化学磷回收对主流生物除磷系统的影响研究[D]. 吕景花.西安建筑科技大学 2015
[5]钛盐混凝剂的混凝行为、作用机制、絮体特性和污泥回用研究[D]. 赵艳侠.山东大学 2014
[6]PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂的制备、表征及絮凝性能研究[D]. 冯欣蕊.重庆大学 2014
[7]蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究[D]. 徐佳丽.中国地质大学 2014
[8]新型热裂解反应器的研制和生物质资源化利用研究[D]. 陈建秋.南京大学 2012
[9]水体中铁盐与磷酸盐的相互作用机理及其数学模型研究[D]. 毛岩鹏.山东大学 2012
[10]铁系混凝剂处理引黄水库水的混凝效果和絮体特性的研究[D]. 曹百川.山东大学 2012
硕士论文
[1]改性壳聚糖微球的制备及其对印染废水中甲基橙吸附性能研究[D]. 袁爽.华南理工大学 2016
[2]宁江区雅达虹工业园污水处理设施建设研究[D]. 丁伟.吉林大学 2016
[3]农村面源污染的经济根源探究及对策分析[D]. 武攀.河南大学 2016
[4]城市污水厂除磷规律及其污泥碳化废水的处理研究[D]. 吕秀彬.太原理工大学 2016
[5]有机污染层对聚酰胺复合纳滤膜面硫酸钙结垢的影响[D]. 杨若松.西安建筑科技大学 2016
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[9]还原氧化石墨烯在NOM表面的沉积特性及混凝去除研究[D]. 张敬敬.哈尔滨工业大学 2016
[10]水厂污泥回流强化低浊微污染水混凝效果试验研究[D]. 涂家勇.湖南大学 2016
本文编号：3424381
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