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利用硫酸亚铁去除污水中的磷酸盐

作　者: 林进南
导　师: 董文艺
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 除磷硫酸亚铁强化过氧化氢铜离子
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

磷是城市污水中主要的污染物之一，除磷方法主要有生物法和化学沉淀法。生物法成本低，但效果不稳定，某些工艺（如曝气生物滤池）还不具有生物除磷功能。化学沉淀法效果稳定，但需解决药剂成本高的问题。硫酸亚铁是一种廉价的水处理药剂，用作除磷药剂，可大幅降低除磷成本。本文以控制除磷成本和提高除磷效果为双控目标，选择硫酸亚铁作为除磷药剂，考察了硫酸亚铁对水中磷的去除效率及其影响因素；研究了低温、低pH条件下，硫酸亚铁除磷的强化措施；并选择生活污水和含铜工业废水验证了除磷效果。首先，以模拟配水为考察对象，研究硫酸亚铁除磷的影响因素及其效能。试验结果表明，溶解氧增加有利于亚铁除磷，且宜采用同步氧化亚铁的除磷方式；亚铁除磷的最适pH值为8.0；温度的升高及亚铁初始浓度增加均能有效改善磷的去除效率；投加H₂O₂可有效提高亚铁除磷效率。考察了水中共存物质对亚铁除磷的影响，结果表明，Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Fe（OH）3对亚铁除磷均有促进作用，其中Cu²⁺促进作用最为显著，而NH4+和MnO2对亚铁除磷则基本无影响。NO₃^-、SO₄^2-和Cl-等阴离子对亚铁除磷均略有抑制作用。低浓度腐殖酸对亚铁除磷具有促进作用，而高浓度腐殖酸对亚铁除磷则有强烈的抑制作用；葡萄糖和淀粉对亚铁除磷基本无影响。其次，通过模拟配水试验，考察了低温、低pH条件下，硫酸亚铁除磷的强化措施。当水温度为10℃，pH为7.0时，分别采用升高pH、投加Cu²⁺及投加H₂O₂的强化措施，磷的去除率分别提高了46.6%、46.2%和43.5%；当水温为25℃，pH为6.0时，分别采用投加Cu²⁺及投加H₂O₂的强化方式，磷的去除率分别提高了39.8%和47.5%。最后，研究了亚铁对实际废水中磷的去除效能。针对实际生活污水，考察了低温（10℃）、低pH（5.0）条件下，亚铁除磷的强化措施，结果表明，增加曝气、调节pH和投加H₂O₂均能有效改善亚铁除磷效果。其中，投加H₂O₂是最佳的强化措施，既能保证出水TP达到0.5mg/L以下，又能使药剂成本最低。针对低pH含铜电镀废水，与传统工艺相比，采用Ca（OH）₂与FeSO₄联合投加的除磷方式，可利用废水中的Cu²⁺高效催化亚铁氧化，既能保证出水TP及pH值达标，并降低废水除磷的成本至0.0618元/t。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外除磷现状  11-15
    1.2.1 除磷方法  11-13
    1.2.2 化学除磷药剂  13-15
  1.3 亚铁除磷技术研究现状  15-18
    1.3.1 亚铁除磷的应用现状  15-16
    1.3.2 亚铁除磷机理  16-17
    1.3.3 亚铁除磷的影响因素  17-18
  1.4 课题来源及研究目的和意义  18-20
    1.4.1 课题来源  18
    1.4.2 研究目的和意义  18
    1.4.3 主要研究内容  18-20
第2章试验材料与方法  20-24
  2.1 试验材料  20-21
    2.1.1 试验药剂  20
    2.1.2 试验用水  20-21
  2.2 试验装置及方法  21-22
    2.2.1 配水试验装置  21-22
    2.2.2 实际污水试验装置  22
  2.3 检测分析方法  22-24
    2.3.1 常规指标检测方法  22-23
    2.3.2 其他检测方法  23-24
第3章硫酸亚铁除磷的影响因素  24-49
  3.1 亚铁氧化方式的影响  24-26
  3.2 溶解氧的影响  26-28
  3.3 PH 的影响  28-29
  3.4 亚铁投加量的影响  29-30
  3.5 温度的影响  30-31
  3.6 阳离子的影响  31-38
    3.6.1 Cu(Ⅱ)  31-32
    3.6.2 Mn(Ⅱ)  32-33
    3.6.3 Zn(Ⅱ)  33-34
    3.6.4 Mn(Ⅳ)  34-35
    3.6.5 Fe(Ⅲ)  35-37
    3.6.6 NH~(4+)  37-38
  3.7 阴离子的影响  38-41
    3.7.1 NO)3  38-39
    3.7.2 SO_4~(2-)  39-40
    3.7.3 Cl-  40-41
  3.8 有机物的影响  41-44
    3.8.1 腐殖酸  41-42
    3.8.2 葡萄糖和淀粉  42-44
  3.9 H_2O_2的影响  44-48
  3.10 本章小结  48-49
第4章低温低 PH 水质下强化亚铁除磷  49-56
  4.1 低温条件下强化硫酸亚铁除磷  49-52
    4.1.1 调高 pH 值  49-50
    4.1.2 投加 H_2O_2  50-51
    4.1.3 投加铜离子  51-52
  4.2 低 PH 值条件下氧化硫酸亚铁除磷  52-55
    4.2.1 投加 H_2O_2  52-54
    4.2.2 投加铜离子  54-55
  4.3 本章小结  55-56
第5章实际废水中亚铁去除水中磷的试验研究  56-79
  5.1 亚铁用于生活污水除磷的试验研究  56-73
    5.1.1 亚铁投加在二级处理出水处  56-65
    5.1.2 亚铁投加在二级出水与原水混合处  65-73
    5.1.3 不同亚铁投加点的技术经济比较  73
  5.2 亚铁用于含铜废水除磷的初步探讨  73-77
    5.2.1 不同除磷药剂对除磷效果的影响  74-77
    5.2.3 不同除磷药剂的技术经济比较  77
  5.3 本章小结  77-79
结论  79-80
参考文献  80-85
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  85-87
致谢  87

利用硫酸亚铁去除污水中的磷酸盐

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