基于电化学技术对生活污水中磷的处理

发布时间：2023-06-27 21:49

　　磷是造成水体富营养化最典型的排放物质之一,具有污染性和资源性的特点,磷的高效去除和回收已成为国际关注的焦点。本文克服传统工艺存在的不足,以绿色、高度可控的电化学技术为基础,对农村污水中磷的去除和源分离尿液中磷资源的回收进行了研究。主要开展的工作内容及结论如下:采用双铝阳极以单极并联式深度去除农村污水中的磷,对电絮凝除磷相关因子进行了考察,并结合响应面中心复合设计法对相关处理工艺进行最佳优化,最后讨对电絮凝除磷过程中的动力学、等温吸附行、絮凝产物物性等进行系统研究。结果表明:电絮凝技术对生活污水中的磷的去除效果良好,响应面法优化的最佳工况为:p H=5.09,电流密度=12.40 A/m²,磷初始浓度=10.18 mg/L,时间=17.23 min,预测污水中磷的最大去除率为99.69%。磷的去除过程符合一级动力学和Langmuir吸附模型。在p H为中性或弱碱性的污水中,磷的去除机制以吸附、络合为主,磷酸根最终转化成H₂PO₄^-或HPO₄^2-与铝羟基水解产...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 .农村生活污水中磷去除技术及存在的不足
        1.2.1 化学除磷
        1.2.2 生物除磷
        1.2.3 电絮凝除磷
    1.3 源分离尿液中磷回收技术
        1.3.1 源分离技术概述
        1.3.2 源分离尿液中磷回收技术最新研究进展
    1.4 研究目的、内容及创新点
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 创新点
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验仪器及化学药品
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验药品
    2.2 实验装置图
        2.2.1 生活污水装置图
        2.2.2 尿液体系装置图
    2.3 检测及表征方法
        2.3.1 分光光度法
        2.3.2 电感耦合等离子体原子发射光谱仪
        2.3.3 扫描电镜与能谱分析
        2.3.4 X射线衍射仪
        2.3.5 傅立叶转换红外光谱
        2.3.6 X光电子射线能谱
        2.3.7 激光粒径分析
    2.4 理论计算
第3章 电絮凝技术对农村污水中磷的去除研究
    3.1 引言
    3.2 单因素实验
        3.2.1 不同初始p H的影响
        3.2.2 初始浓度及运行时间的影响
        3.2.3 电流密度的影响
        3.2.4 电导率的影响
        3.2.5 极板间距的影响
        3.2.6 周期换向的影响
    3.3 HRT的影响
    3.4 电絮凝除磷工艺优化
    3.5 电絮凝除磷吸附行为研究
        3.5.1 原位电絮凝吸附与絮凝产物吸附对比
        3.5.2 动力学研究
        3.5.3 等温吸附研究
    3.6 絮凝产物特征分析
        3.6.1 XRD表征
        3.6.2 FT-IR表征
        3.6.3 XPS表征
    3.7 实际污水的处理
        3.7.1 实际农村污水处理情况
        3.7.2 化学混凝与电絮凝对实际污水中总磷去除效果的比较
    3.8 本章小结
第4章 电化学技术对源分离尿液体系中磷的回收研究
    4.1 引言
    4.2 人工合成尿液配置
    4.3 静态实验探究
        4.3.1 电流密度对磷回收的影响
        4.3.2 初始p H对磷回收的影响
        4.3.3 稀释尿液中磷的回收处理
    4.4 结晶产物特性分析
        4.4.1 沉淀物的结构和组成
        4.4.2 鸟粪石结晶纯度分析
    4.5 续流实验探究
        4.5.1 HRT和运行时间的影响
        4.5.2 结晶产物结构分析
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3835398