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超高含磷制药废水预处理工艺研究
作 者: 姚晓然
导 师: 祁佩时
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 环境科学与工程
关键词: 超高磷 制药废水 加碱石灰法 电解法 预处理
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
超高含磷制药废水具有高磷、高有机物、低pH、色度深的特点。目前这种废水主要采用稀释方法进行除磷,但存在处理量大并且资源浪费问题。为减少处理量并回收资源,研究采用物化整合工艺进行预处理。本论文以某制药厂某一生产工艺段废水为研究对象,其磷含量高达40248mg/L。通过石灰法、粉煤灰法、电解法等研究,提出加碱石灰法—二级电解法整合处理工艺,并通过实验研究了该法的处理效果及影响因素,确定了最优运行参数。石灰法和粉煤灰法处理超高含磷制药废水的研究表明,石灰法处理效果优于粉煤灰法,其除磷率可达72.1%。石灰投加量为40g/L,在pH为8.5,转速2.5(当量单位),恒速搅拌20min、静沉10min的条件下,TP和COD去除率分别为72.2%和18.9%,出水pH基本不变。故选择石灰法作为第一预处理工序。电解法处理以原水为基础配水的研究表明,Fe/C和Fe/Fe电极的除磷率和能耗相差不大,考虑到后期强化电解作用,选择铁碳电极。对高浓度含磷配水进行电解实验研究,最优极板间距为2cm,能耗随极板间距减小而减小;除磷率和能耗随着电流的增大而增大,随着初始磷浓度的升高而降低,但是总除磷量升高;COD对除磷影响较小,硫酸根和氯离子可降低能耗但影响除磷。对超高浓度含磷配水进行电解实验研究,0.8A为最适电流,1.6L/min为最佳曝气量,曝气可提高除磷率并减少能耗;双极组可使电解除磷率由25.9%升至42.1%,同时减少能耗;曝气和调换电极在一定程度上可以缓解电极钝化。研究表明电解法去除超高浓度含磷废水中的磷有一定可行性,根据电解法实验结果选择电解法作为第二级处理工序。电解法处理一级预处理出水的研究表明,在pH值为6.4,电流0.8A,极板间距2cm,双电极并且定时交换电极(10min换电极2min),搅拌速度为5(当量单位),一级电解40min,二级电解30min的条件下,通过絮凝沉淀作用TP和COD去除率分别为39%和16.3%,出水pH升至7.83。其中,采用原水和其他稀废水调节废水的pH值和含磷量。经加碱石灰法-二级电解法处理后废水TP和COD分别去除83%、32%,色度有一定程度的降低,达到预处理目的,有利于后续处理。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-10 第1章 绪论 10-26 1.1 课题背景与来源 10-11 1.1.1 课题背景 10-11 1.1.2 课题来源 11 1.2 磷和磷污染 11-14 1.2.1 自然界中磷 11 1.2.2 磷形态及来源 11-13 1.2.3 含磷废水危害 13-14 1.2.4 制药废水与磷 14 1.3 制药废水除磷研究现状 14-18 1.3.1 国外研究现状 15-16 1.3.2 国内研究现状 16-18 1.4 制药废水除磷工艺概述 18-23 1.4.1 化学沉淀法 18-20 1.4.2 吸附法 20-21 1.4.3 电解法 21-22 1.4.4 生物法 22-23 1.5 课题的研究目的、内容与路线 23-26 1.5.1 研究目的 23-24 1.5.2 研究内容 24 1.5.3 技术路线 24-26 第2章 实验材料与方法 26-31 2.1 水质分析 26 2.1.1 废水水质 26 2.1.2 处理出水要求 26 2.2 实验研究和测试方法 26-27 2.2.1 研究方法 26 2.2.2 测试方法 26-27 2.3 实验试剂和仪器 27-28 2.3.1 实验试剂 27-28 2.3.2 实验仪器 28 2.4 实验方法与装置 28-31 2.4.1 石灰法除磷 28-29 2.4.2 粉煤灰除磷 29 2.4.3 电解除磷 29-31 第3章 石灰法和粉煤灰法处理制药废水实验研究 31-43 3.1 石灰法除磷实验研究 31-36 3.1.1 废水 pH 变化对水样水质的影响 31-32 3.1.2 初试 pH 对石灰法除磷的影响 32-33 3.1.3 加碱石灰法除磷实验研究 33-35 3.1.4 优化条件重复试验 35-36 3.2 粉煤灰除磷实验研究 36-40 3.2.1 pH 值对除磷的影响 37-38 3.2.2 粉煤灰投加量对除磷的影响 38 3.2.3 搅拌速度对除磷的影响 38-39 3.2.4 反应时间对除磷的影响 39-40 3.3 加碱石灰法和粉煤灰法的比较分析 40-41 3.4 本章小结 41-43 第4章 电解法处理含磷模拟废水实验研究 43-56 4.1 电极阴极材料的选择 43-44 4.2 高浓度含磷模拟废水处理实验研究 44-50 4.2.1 极板间距对除磷的影响 44-45 4.2.2 电流对除磷的影响 45-47 4.2.3 初始磷浓度对除磷的影响 47-48 4.2.4 水样水质对除磷的影响 48-50 4.3 超高浓度含磷模拟废水处理实验研究 50-54 4.3.1 电流对除磷的影响 50-51 4.3.2 曝气对除磷的影响 51-52 4.3.3 极板组数对除磷的影响 52-53 4.3.4 电极钝化现象分析 53-54 4.4 第二级预处理工序的确定 54 4.5 本章小结 54-56 第5章 加碱石灰法-二级电解整合工艺实验研究 56-61 5.1 电解法处理一级预处理出水实验研究 56-60 5.1.1 pH 值对除磷的影响 56-57 5.1.2 强化电解工艺 57-59 5.1.3 电解处理工序处理效果 59-60 5.2 加碱石灰法-二级电解整合工艺对实际废水的处理效果 60 5.3 本章小结 60-61 结论 61-62 参考文献 62-68 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 68-70 致谢 70
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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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