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MAP法+沸石吸附组合工艺的除磷脱氮试验研究

作　者: 王昌南
导　师: 周荣敏
学　校: 郑州大学
专　业: 市政工程
关键词: MAP法 沸石吸附 组合工艺 脱氮除磷 污泥脱水液
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


氮磷是引起水体富营养化的重要因素。随着经济的增长和人们生活水平的提高,生活污水与工业废水中氮磷的含量日益增多,给污水处理带来很大困难。现有的污水处理工艺很难同时达到脱氮除磷,且会造成某些处理单元氮磷浓度过高。本研究以污泥脱水液为研究对象,将MAP法高效除磷和沸石高效吸附氨氮的性能相结合,探索一种新型的能够同时达到除磷脱氮目的组合工艺。主要研究内容和成果包括如下几个方面：(1)河南巩义沸石的脱氮除磷性能研究。采用正交试验方法,主要研究粒径、用量、搅拌转速、吸附时间和pH值五个因素对巩义沸石脱氮除磷性能的影响规律。研究表明,粒径、转速、用量是影响巩义沸石去除氨氮和磷的显著性因素。当粒径大于60目,搅拌转速为200r/min,用量为100g/L,pH值为6,吸附时间为120min时氨氮去除率为49.2%,磷去除率为95.3%。巩义沸石吸附氨氮符合Langmuir公式,吸附氨氮极限值为8.117mg/g。(2)河南巩义沸石和浙江缙云沸石的技术经济比较研究,以合适的沸石进行工艺组合。沸石吸附法主要利用沸石的氨氮吸附能力,经测定,河南巩义沸石的氨氮饱和吸附容量为8.190 mg/g,浙江缙云沸石的氨氮饱和吸附容量为14.31mg/g。尽管巩义沸石磷的去除率较高,价格和运费较低,但是在相同氨氮去除率情况下,浙江缙云沸石还是比较经济。因此,本研究采用MAP法与浙江缙云沸石进行工艺组合。(3)MAP法和沸石吸附组合工艺的组合方式研究。组合工艺的脱氮除磷效率远高于单一的沸石吸附或MAP法；若先沸石吸附后MAP法,当沸石粒径<1mm时,沸石吸附氮磷后溶液的pH值明显升高,有助于MAP反应的进行；但当沸石粒径>lmm时,沸石吸附氮磷后pH值变化不明显,氮磷比不利于MAP反应的进行。因此,确定组合工艺采用先MAP法后沸石吸附的组合方式。(4)MAP法+沸石吸附组合工艺的最佳运行条件研究。采用正交试验和单因素分析相结合的试验方法,对组合工艺的脱氮除磷性能进行研究；由正交试验得出组合工艺的最佳运行条件为：曝气率0.5mg／L,水力停留时间30min,沸石柱高16cm, (n)Mg:(n)P=1.5:1。实际污泥脱水液的间歇进水试验验证,在曝气率0.5mg／L,水力停留时间30min,沸石柱高16cm,氮磷的去除率达到80%以上。污泥脱水液经组合工艺的连续进水处理后,出水水质稳定,氮和磷的平均去除率分别为80.97%和93.11%,剩余的氨氮含量为28.7 mg/L,余磷浓度1.65mg/L,基本达到污水二级排放标准,进一步验证了组合工艺的脱氮除磷性能,为其工程运行提供了技术支持。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-26
  1.1 研究背景  11-15
    1.1.1 水体中氮磷的来源  11-12
    1.1.2 水体中氮磷污染的危害  12-14
    1.1.3 氮磷废水处理技术简介  14-15
  1.2 磷酸铵镁(MAP)法  15-20
    1.2.1 MAP法的基本原理  15-17
    1.2.2 MAP法脱氮除磷的影响因素  17-18
    1.2.3 MAP法脱氮除磷的应用现状  18-20
  1.3 沸石吸附法  20-24
    1.3.1 沸石矿物概述  20-21
    1.3.2 沸石的基本性质  21-22
    1.3.3 沸石脱氮除磷的影响因素  22-23
    1.3.4 沸石脱氮除磷的应用现状  23-24
  1.4 主要研究内容和意义  24-26
2 试验材料与方法  26-30
  2.1 试验材料  26-27
    2.1.1 试验用水  26
    2.1.2 沸石材料  26-27
  2.2 实验药品与仪器  27-28
  2.3 测试方法  28-30
    2.3.1 氨氮标准曲线  28-29
    2.3.2 磷标准曲线  29-30
3 巩义沸石脱氮除磷的影响因素分析  30-39
  3.1 材料与方法  30-31
    3.1.1 废水水质与材料  30
    3.1.2 正交试验因素的选择  30-31
  3.2 结果与分析  31-35
    3.2.1 极差分析  31-32
    3.2.2 单因素影响分析  32-35
  3.3 吸附等温线的拟合  35-37
    3.3.1 吸附等温线  35-36
    3.3.2 吸附等温线的数学拟合  36-37
  3.4 本章小结  37-39
4 缙云沸石和巩义沸石的技术比较  39-45
  4.1 两种沸石脱氮除磷性能比较  39-40
  4.2 两种沸石饱和吸附容量的测定  40-42
    4.2.1 测定原理  40-41
    4.2.2 测定步骤  41
    4.2.3 饱和吸附容量  41-42
  4.3 两种沸石经济性能比较  42-44
  4.4 本章小结  44-45
5 MAP法+沸石吸附组合工艺的试验研究  45-61
  5.1 工艺组合方式研究  45-47
    5.1.1 材料与方法  45
    5.1.2 结果与分析  45-46
    5.1.3 沸石吸附后pH值变化的验证试验  46-47
    5.1.4 组合方式的确定  47
  5.2 试验装置和工艺流程  47-49
    5.2.1 试验装置  47-48
    5.2.3 实验方案  48-49
  5.3 模拟废水的间歇进水试验  49-56
    5.3.1 废水水质与材料  49-50
    5.3.2 试验方法  50-52
    5.3.3 试验结果与分析  52-55
    5.3.4 最佳工艺条件的验证  55-56
  5.4 污泥脱水液的间歇进水试验  56-59
    5.4.1 材料和试验方法  56
    5.4.2 SS的影响  56-57
    5.4.3 曝气率的影响  57-58
    5.4.4 水力停留时间的影响  58-59
    5.4.5 沸石柱高的影响  59
  5.5 污泥脱水液的连续进水试验  59-60
  5.6 本章小结  60-61
6 结论和建议  61-63
  6.1 结论  61-62
  6.2 建议  62-63
参考文献  63-66
附图  66-68
附录(攻读硕士学位期间发表论文目录)  68-69
致谢  69

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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