工业废水中除磷的工艺研究.pdf
硕士学位论文 工业废水除磷工艺研究 学科：化学工程 研究生：王建 导师：董**副教授 培养单位：化工与药学学院 2019年5月 分类号：X703.1 学校代码：10490 学号： 保密性：公开 武汉理工大学硕士学位论文 工业废水除磷工艺研究 作者姓名：**** 老师姓名** 职称：吴华东副教授 申请学位：硕士 学科与专业名称：化学过程 研究方向：化学工程 论文提交日期2019年6月2日 论文答辩日期2019年5月29日 学位授予单位：武汉理工大学 学位授予日期：年月日 答辩委员会主席：金世伟教授 r：：：Prof.，，PR 摘要 氮和磷是导致水体富营养化的关键因素，而磷是不可再生的宝贵资源。
随着污染物排放标准的日益严格和磷资源的日益稀缺，研究开发废水脱氮除磷技术及磷资源回收技术无疑具有十分重要的意义。鸟粪石沉淀又称磷酸铵镁沉淀法，是近年来兴起的一种新型氮磷废水处理方法。此法简便高效，反应迅速，可同时去除并回收废水中的氨氮和磷，生成磷酸铵镁（·6H2O），俗称鸟粪石，还可回收再利用，作为一种优良的缓释肥料。因此鸟粪石沉淀法在除磷领域有着广阔的发展应用前景，受到了广泛的关注。本文详细研究了鸟粪石沉淀法处理工业废水除磷过程中影响因素，使出水总磷含量（TP）与生活污水相当，便于大规模集中生物处理。论文以高浓度、低浓度模拟废水、某公司磷酸盐工业废水及低浓度沼液为研究对象，详细探讨了废水pH值、物质的摩尔比、反应时间、反应温度、物质浓度、搅拌速度等因素对除磷效果的影响，并对鸟粪石沉淀法除磷动力学进行了深入研究。主要结论如下:在高浓度和低浓度模拟废水除磷因素考察中,以12H2O和NH4Cl为原料,制备TP浓度分别为125mg/L和340mg/L的高浓度和低浓度含磷废水,确定除磷反应的最佳条件为:pH值为10,Mg∶P∶N摩尔比为1.5∶1.06∶1,反应时间、反应温度均为30min和25℃,搅拌速度为200r/min。
在此条件下对高、低浓度含磷废水均有良好的去除效果，磷去除率分别达到99.37%和96.02%。其中，pH值对除磷效果影响最大，其次是Mg：P：N摩尔比，温度和反应时间对除磷效果影响不明显。在此基础上，进一步对武汉某化工集团待处理TP含量为1768.2 mg/L的生产废水进行研究，探究不同因素对除磷效果的影响。实验结果表明，碱性条件和适当的过量Mg含量有利于除磷；随着反应时间的延长，磷去除率提高；影响除磷率的因素依次为：pH值、Mg：P：N、温度，这与模拟废水实验结果一致。反应最适pH值为10，最适Mg：P：N为1.5：1.06：1，在此条件下磷去除率可达99.22%。武汉某养殖场TP含量为138.3 mg/L的低浓度厌氧沼气废水试验再次验证了pH条件的重要性，调节pH为10时，提高废水中Mg：N比可有效提高磷的去除率，最适pH值为10，Mg：P：N为1.5：1.06：1。此时鸟粪石结晶法在低浓度沼液中磷酸盐去除率可达98.02%，反应速度快，鸟粪石晶体较大，利于沉淀，因此直接过滤分离鸟粪石。进一步深入研究了体系中主要反应鸟粪石沉淀反应Mg2++NH4++HPO42-+6H2O→·6H2O↓+H+的反应动力学，结果表明，鸟粪石沉淀反应为拟一级反应，反应活化能为16.80 kJ/mol，活化能较小，反应速率较快，且温度对反应速率影响较小，因此，鸟粪石沉淀反应回收废水中的磷可在室温下进行。
因此鸟粪石沉淀法可有效去除废水中的磷，具有良好的经济效益和环境效益。探索其最佳工艺条件，可最大限度提高磷的去除率，生成较大的晶体有利于沉淀，是一种技术可行、经济、环境友好的废水处理方法，具有良好的应用前景。关键词：鸟粪石沉淀法；除磷；含磷废水；影响因素。非-。的和和很重要。（又称-）是一种新的和。，用于大规模。本文在pH值、摩尔比、时间和转速对高、低TP的影响下，对TP的影响为。主要有：在·12H2O和NH4Cl中分别以高（TP：/L）和低（TP：340mg/L）为原料，对TP进行了研究。为1.5:1.06:1,转速为200r/min,反应时间为30 min,温度为25 °C,在此条件下,产物收率分别为99.37%和96.02%,其中pH值为,Mg:P:N摩尔比为。