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本文主要研究了化学沉淀法和吸附法强化去除生活污水二级出水中的磷,使其达到城镇污水处理厂污染物排放标准的一级A标准。通过化学沉淀除磷的研究,确定化学药剂的最佳投量和反应条件;采用钢渣、锅炉渣、炉灰和天然土壤作为吸附剂,研究吸附剂的吸附性能和吸附影响因素,并探讨以吸附剂作为填料的吸附柱实际应用的可行性。
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、吸附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不能达到排放标准,所以有必要研究废水的深度除磷技术。化学法除磷关键在于药剂的选择和沉淀条件的控制,吸附除磷的关键是除磷吸附剂的选择及吸附剂吸附除磷的影响因素,同时要具有一定的实际应用价值。
采用常用的铝盐(AlCl3和Al2(SO4)3)、铁盐(FeCl3和FeSO4)作为化学除磷药剂,进行了化学除磷药剂最佳投量试验和条件试验。通过对铝盐和铁盐分别做实验,确定了铝盐和铁盐的最佳投加量。在此基础上,对各药剂做了搅拌时间、pH值的条件实验,并确定了各药剂的最佳混凝条件:各药剂的搅拌时间为15分钟左右;AlCl3的最佳pH值范围是6~7;Al2(SO4)3的最佳pH值范围是7.5左右;FeCl3的最佳pH值范围是8.5左右;FeSO4的最佳pH值范围是9~10。为了寻找确定化学除磷药剂投加量的简单快捷方法,通过大量试验做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。
吸附除磷的实验选用钢渣、锅炉渣、炉灰和天然土壤作为吸附剂。这四种物质均是有效的除磷吸附剂,其吸附除磷能力大小依次为钢渣>天然土壤>锅炉渣>炉灰。吸附时间、溶液的初始浓度及pH值对吸附剂吸附除磷效果产生影响,温度对吸附剂除磷的影响不大,所以吸附剂可用于低温环境除磷。钢渣与炉灰混合填装的渗滤柱的除磷效果最佳,其运行的最佳水力停留时间为1.5 h~2.0 h,该渗滤柱由于操作简单,除磷效果好,受外界因素影响较小,具有一定的实际应用价值。吸附机理研究实验表明,钢渣吸附除磷等温线符合Langmuir方程和Temkin方程;锅炉渣吸附除磷等温线符合Freundlich方程;炉灰吸附除磷等温线符合D—R方程,天然土壤吸附除磷等温线符合Langmuir方程和Temkin方程;钢渣和炉灰吸附除磷的最佳动力学模型为Elovich方程;锅炉渣吸附除磷的最佳动力学模型可用Elovich方程或Bangham方程或双常数方程来表达;天然土壤的最佳吸附动力学模型为二级动力学方程。