废水化学除磷的试验、理论与应用研究

    本文主要研究了废水化学沉淀法除磷以使废水能达标排放的试验条件，化学除磷投药量的确定以及化学除磷的作用机理，并将研究成果应用于工程实践。 首先对废水中磷的污染及除磷技术，尤其是生物除磷和化学除磷技术进行了比较，总结和展望。文章认为，磷污染是废水富营养化的关键因素，废水中总磷通过生物法处理往往不能达到排放标准，所以有必要研究废水的化学法除磷。化学法除磷关键在于药剂的选择和沉淀条件的控制，化学法除磷要和生物法除磷综合起来进行考虑。 随后对污水处理厂的二级出水进行了化学除磷药剂筛选试验和条件试验。通过对铁盐、铝盐和钙盐分别做实验，认为铝盐的除磷效果要优于铁盐，铁盐的除磷效果要优于钙盐。在此基础上，对各药剂做了搅拌时间、pH值等的条件试验，并确立了各混凝剂的最佳混凝条件：搅拌时间为15分钟左右；铝盐的最佳pH范围是6.5左右，铁盐的最佳pH范围是9～10，钙盐在pH＞10时能获得较好的处理效果。 为了了解混凝沉淀结构，对模拟含磷废水混凝后产生的沉淀物做了能谱分析，通过确定各主要元素的重量比和原子数之比而推测出沉淀物结构，为机理研究奠定基础。 为了寻找确定化学除磷药剂投加量的简单快捷的方法，通过大量实验作出了投药系数与投加量的关系图，从而可以方便的根据关系图估算出化学除磷，尤其是低磷废水的化学除磷药剂的投加量。 在以上试验的基础上，对化学除磷的作用过程机理进行了探讨，并分别分析了铁盐、铝盐和PAM的作用过程。分析结果表明，化学除磷包含以下过程：混凝剂的溶解与水解；金属离子与磷酸根离子形成不溶性磷酸盐；金属氢氧化物对磷酸盐沉淀的吸附，凝聚；助凝剂的架桥，捕罗，絮凝；沉淀物的沉降、分离。 在此基础上，我们对某工程的化学除磷进行了实际调试与研究，得到了较好的处理效果。 

 

页数：74

 

【学位级别】：硕士

 

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前言

第一章 绪论

    1.1 含磷污水的来源及污染特征

        1.1.1 含磷污水的来源

        1.1.2 含磷污水的污染特点

    1.2 污水中过量磷的危害与富营养化

    1.3 磷污染控制方法概述

        1.3.1 禁磷和限磷

        1.3.2 污水除磷技术概述

    1.4 污水的微生物法除磷

        1.4.1 生物除磷的机制

        1.4.2 积磷细菌

        1.4.3 生物除磷工艺

        1.4.4 生物除磷的影响因素

        1.4.5 生物除磷的其他问题

    1.5 污水化学除磷的现状与进展

        1.5.1 污水化学除磷的概况

        1.5.2 化学除磷的新进展

        1.5.3 结语

    1.6 选题与研究内容

第二章 实验研究方法

    2.1 试验水样

    2.2 试验药剂

    2.3 试验仪器与设备

    2.4 试验与分析计算方法

        2.4.1 试验方法

        2.4.2 分析计算方法

第三章 化学沉淀除磷试验研究

    3.1 筛选药剂试验研究

        3.1.1 铝盐除磷效果试验

        3.1.2 铁盐除磷效果试验

        3.1.3 钙盐除磷效果试验

        3.1.4 联合加药除磷效果试验

    3.2 条件实验研究

        3.2.1 铝盐除磷条件试验

        3.2.2 铁盐除磷条件试验

        3.2.3 钙盐除磷条件试验

    3.3 沉淀结构的分析测试

        3.3.1 铁盐除磷沉淀能谱电镜分析

        3.3.2 除磷沉淀结构分析

    3.4 本章小结

第四章 投药量经验系数试验研究

    4.1 化学除磷投药量的理论计算

    4.2 投药量确定的经验系数法

        4.2.1 计算投药量的理论基础

        4.2.2 确定β值与磷的去除率η的关系

        4.2.3 计算投药量

    4.3 本章小结

第五章 化学除磷的理论研究

    5.1 化学除磷的作用过程

    5.2 金属磷酸盐沉淀的化学模型

    5.3 铁盐、铝盐和助凝剂的作用机理

        5.3.1 铁盐的作用机理

        5.3.2 铝盐的作用机理

        5.3.3 助凝剂（PAM）的作用机理

    5.4 pH值碱度对除磷效果的影响

        5.4.1 污水pH值、酸度、酸容量及缓冲能力之间相互关系

        5.4.2 污水处理过程中酸容量变化过程

        5.4.3 除磷过程中合适的pH值范围

    5.5 本章小结

第六章 工程应用研究

    6.1 调试条件及工艺流程

    6.2 调试过程及结果

        6.2.1 加入硫酸亚铁

        6.2.2 加入结晶氯化铝

    6.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢