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      污水中磷如何去除
      發布時間:2020-07-27 11:56:55 點擊瀏覽:

      水,是生命的源泉,水對于我們的生命起著至關重要的作用,同時也是人類賴以生存和發展的不可缺少的最重要的物質資源之一。隨著社會經濟的高速發展,產生了大量的生產污水。隨著國家可持續發展戰略的深入及人們環保意識的逐漸提升,污水處理后回用成為當今環保的主題。生產污水中含有的磷、氨氮及其他一些物質是生物體生長和能源運輸中的重要的營養元素,并且是限制地面和水生生態系統生物生長的養分。其中,磷是污水中的重要組成成份之一,當水中磷的質量濃度超過0.02 mg/L時,就會造成水體富營養化,進而影響水中魚類及其它生物的生存。水體富營養化過程中產生的部分藻類會產生毒素,進而通過食物鏈影響人類的健康。因此,去除污水中的磷是一個重要的問題,應在污水排放前迅速解決,避免富營養化。

        1 實驗部分

        1.1 實驗用品

        儀器:pHS-3C 酸度計、85-1 磁力攪拌器、電子天平、超聲發生器等。

        試劑:氫氧化鈉、硫酸、重鉻酸鉀、硫酸汞、硫酸。

        實驗水樣:本實驗用水為江蘇某公司生產廢水,經測定,廢水中總磷含量為 2600 mg/L,pH 為 7.46。

        1.2 分析方法

        水樣中總磷的測定參照中華人民共和國國標 GB11914-89 化學需氧量的測定來進行測定。

        2 實驗結果與討論

        2.1 Ca/Fe(II)摩爾比的影響

        在研究鐵(II)-鈣/磷(C/P)摩爾比之前,我們利用燒杯實驗來確定鐵和鈣在除磷過程中的最佳摩爾比。為了確定合適的鐵鈣比,研究了鐵鈣比對除磷效果的影響。(例如,Ca/Fe(II)=9 表示添加0.9 摩爾亞鐵鹽和 0.1 摩爾鈣鹽)。其它條件為:總磷濃度為 2000mg/L,鐵鈣配合物與磷的摩爾比為 1(c/p=1),pH=8,fms=150 rpm。以鐵鈣配合物為沉淀劑,其除磷效果明顯優于單一鐵鹽或鈣鹽。相反,如果磷的去除率低于單一鐵鹽和鈣鹽的去除率,則以鈣鐵絡合物作為沉淀劑具有拮抗作用。

      圖 1  鈣-亞鐵摩爾比對除磷的影響

        實驗結果表明,分別使用鐵鹽和鈣鹽,除磷率分別為 53.2 %和 50.82 %。因此,采用平均值(52.01 %)來確定協同效應或拮抗效應的臨界值。根據圖 2 所示的數據,當鈣鹽含量高于 60 %時,亞鐵鈣配合物對除磷的作用是拮抗的,當鈣鹽含量低于 40 %時,作用是協同的。鈣鐵比為 3︰7 時,總磷去除率最低為 45.9 %,遠低于鐵鹽和鈣鹽分別投加時的 50.82 %和 53.2 %。當鐵鈣配合物中亞鐵含量由 0.6 %提高到 0.7 %時,協同效應顯著增強,磷去除率由 55.6 %提高到 70.95 %。亞鐵鹽含量繼續提高到 1,增效作用逐漸減弱,除磷效率由 70.95 %降至 50.82 %?偟膩碚f,在鐵鈣比大于 1︰1 時,以鈣-鐵配合物為沉淀劑的除磷效果優于以鐵鹽或鈣鹽為沉淀劑的除磷效果。當鈣鐵比為7︰3 時,除磷率達到峰值。

        2.2 鐵鈣復合物與磷摩爾比的影響(c/p)

        據報道,鈣鹽或亞鐵鹽的實際消耗量大于理論值。因此,我們需要測定鐵鈣配合物與磷的摩爾比。根據以往的研究結果, Ca/Fe(II)的最佳配比為 7︰3,其它條件為:pH=8,fms=150rpm。通過燒杯實驗可以確定鐵鈣復合物的用量與除磷的關系。實驗結果如圖 2 所示。

       

        圖 2 表明,隨著亞鐵鈣摩爾比的增加,滲濾液中總磷含量迅速下降。當鐵鈣配合物與磷的摩爾比從 0 提高到 2.25 時,滲濾液中總磷含量降至 8.8 mg/L,除磷率達到 99.56 %?偭缀考s為6.2 mg/L,C/P 摩爾比為 2.5 時,除磷率可達 99.69 %。結果表明,鐵鈣復合劑的用量小于單鈣鹽作為沉淀劑的用量,磷去除率高于單鈣鹽。由于亞鐵鹽價格低、鈣鹽用量少,可節約處理成本。建議C/P 摩爾比為 2.5,以保持磷殘留濃度低于 8 mg/L(中國國家排放標準城市污水)。

        2.3 pH 對除磷的影響

       

        磷的存在與廢水中的酸堿度密切相關,因此測定廢水中的 pH值尤為重要,因為 pH 值會影響沉淀的形成,從而影響磷的去除效率。根據實驗結果。因此,在前人研究的基礎上,研究了不同酸堿度(6~10)對鐵鈣絡合物除磷的影響。實驗條件為:鈣/鐵(II)摩爾比 7︰3,C/P=2.5,fms=150 rpm。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

        從圖 3 可以看出,當 pH 值較低時,出水磷含量隨 pH 值的增加而降低。當 pH 由 6 提高到 8 時,總磷含量由 21.3 mg/L 下降到6.2 mg/L,除磷率由 98.94 %提高到 99.69 %。當 pH 值達到 9 時,磷去除率達到最大值 99.55 %。當 pH 值從 9.0 提高到 10.0 時,除磷率從 99.69 %略有下降,降至 99.55 %,并有 0.14 %的小幅度下降。其主要原因是,當 pH 值較低時,鐵的氧化率和鈣的除磷效率相對較高。但是,由于亞鐵會被迅速氧化成鐵,導致磷去除量下降,當 pH 值大于 9 時,新的生態鐵會迅速水解,生成多核羥基絡合物。因此,最佳的酸堿度為 9,考慮到酸堿度的經濟因素可設為 8。

        3 結論

        (1)當亞鐵鈣的摩爾比為 1︰9~1︰1 時,復合沉淀劑對除磷有抑制作用,但在鐵鈣摩爾比為 1︰1~9︰1 時,復合沉淀劑對除磷有促進作用。

        (2)以鐵鈣絡合物為沉淀劑,鈣鐵(II)比為 7︰3,鐵(II)-Ca/P摩爾比為 2.5︰1,pH 值為 9 為最佳工藝條件。復合沉淀法除磷效果優于單一化學沉淀劑。

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