城市生活污水除磷的试验研究

4第34卷第11期水处理技术VoL34 No 11009年11月TECHNOLOGY OF WATER TREATMENTNov,2008城市生活污水除磷的试验研究张教强,祝俊,苏力宏,寇开昌(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710072)要:以氯化镁及碳酸氩铵为沉淀剂,研究了模拟及城市生活慶水除磷的影响因素.试验发现,介质的pH、況淀剂用量搅拌时间等都会影响除磷的效果经单因素及多因素的正交试验发现,最佳的除磷条件为:pH为9.0~100搅拌时间为5mim和氯化镁的投入量为[MgP-9.对于磷浓度为66mg“L4与32mg:L4的城市生活废水,经化学沉淀除磷处理后,废水中的磷浓度可以降低至1mg·L以下关键词:城市生活废水;除磷;化学沉淀法中图分类号:X7031文獻标识码:A文章编号:100037002008)1040磷是产生水体富营养化的最主要因素之一,水将样品中的不同形态的磷转化成磷酸盐,然后采用钼体富营养化及其引起的“水华”、“赤潮”的发生,现锑抗分光光度法测定样品中的总磷浓度。已成为全球性的环境问题。由于饮用发生水华的1.3试验过程淡水引起家禽、家畜和野生动物死亡的事件时有报将100mL城市生活污水或模拟的含磷废水(由磷道。含磷洗涤剂和农药、化肥的大量使用,近年来水酸二氢钾配制)用05molL!的NaOH溶液调节pH体磷污染日益加剧。受磷污染的水体,藻类大量繁为9左右,加入沉淀剂进行搅拌后过滤以钼锑抗分光殖,藻体死亡后分解会使水体产生霉味和臭味。许多光度法测定母液中磷酸根的含量,计算磷的去除率。种类还会产生霉素,并通过食物链影响人类的健康。2结果与讨论废水除磷的方法有化学沉淀法、电解法、微生物法水生物法物理吸附法膜技术处理法和土壤处理法21影响除磷效果的因囊分析等目前就除磷效果比较来说,应用比较多的是化学2.1单因素分析沉淀法和微生物法。化学除磷的发展方向一方面是化学沉淀去除磷就是使磷成为不溶性的固体沉开发新的化学药剂,另一方向是对除磷过程中产生淀物从废水中分离出去的除磷方法所以在除磷过的沉淀物加以回收利用。本研究考察了氯化镁及氯程中,介质的pH、沉淀剂的加入量及搅拌时间等都化镁与碳酸氢铵联用对于城市污水的除磷效果。会影响到除磷效果。图1示出采用模拟废水(浓度1试验部分为400molL4(以P计))进行的pH、磷酸根浓度(mgL)、氯化镁投入量和搅拌时间等单因素的试11主要试剂及仪最验结果。氯化镁(MgCl"6H1O)磷酸二氢钾(KHPO4)、从图1(a)中可以看出,当p从70升高到碳酸氢铵氯化亚锡、钼酸铵等,上述试剂均为分析纯。9.0时,磷酸根的去除率从2977%上升到9829%722型分光光度计、电动搅拌器pH仪、离心机等而当pH从90升到100后,去除率反而从98.2912废水中碘酸根及总确的含量测定下降到9751%,接着去除率随着pH的上升又下降。样品中磷酸根分析采取钼锑抗分光光度法畊进行。这说明对磷酸根离子去除的最佳pH为90~10.0,总磷测定时先对样品用浓硫酸及过硫酸钾进行消解,磷酸根去除率可达到9829%以上的效果。当pH在收稿日期:20080325基金项目:2007届西北工业大学本科毕业设计(论文)重点扶持项目(W002210)作者简介:张教强(1965-),男博士副教授,主要从事应用化学方面的教学及研究工作联系电话:02988431672;E-mail:zhangji@anpu.edu.cn张教强等城市生活污水除磷的试验研究而且上升的幅度越来越小,所以取MgP]=9。从图1(c)可以看出,磷的去除率是随搅拌时间的加长而增加的,当搅拌时间为1min的时候,去除率为9456%,而当搅拌时间上升到5min的时候,磷酸根离子去除率已经增加到9827%,当搅拌时间继续增加的时候,去除率虽然继续有上升趋势,但上升的幅度已经不大了PH根据以上的单因素试验结果,发现除磷的最佳图1(a)pH对磷酸根离子去除率的影响试验条件为:介质的pH为9~10,氯化镁的使用量为MgJP]大于或等于9,搅拌时间为5min,磷的去除率可以达到98%以上。212三因素的正交试验分析表1为21中三个单因素的正交试验结果pH的水平分别为7、91lMg2y(P]的水平分别为3、69,搅拌时间的水平分别为1、5、10min[Mg”]nP1三因囊的正交被验数据图1(b)氯化镁用量对磷去除率的影响Table 1 Three factors orthogonal experimental data项目MgMPIB)搅拌时间()7187164031979528954222241.84182.83最优从三因素的正交试验所得的极差R可以看出,pH对处理效果的影响最大(R=21767),其次是氯攪拌时间/min图1(c)搅拌时间对磷去除率的影响化镁的投入量(R=6000,最后是搅拌时间(R=图1介质敲碱度及沉淀剂用量等对除效果的影响3964)ig.I Effect of pH and precipitator dosage on P removal rate22氯化对实际城市生活废水中碘的去除试验90以下时Mg难以和PO发生沉淀反应。当pH上从西安郊区不同地点采集生活污水,首先测定升到100以上的时候,更多的Mg就会和OH产生沉废水样品中磷的含量分别取废水样品五份各1000淀,磷的去除率就会下降。在试验过程中发现当pH达mL放入五个烧杯中,根据总磷含量加入一定量的到100以上的时候沉淀颜色已经发生了变化这与MgCl·6HAO,并调节pH,使之达到pH-9.0、MgyP]理论是相符合的,故选择pH范围为90-100=9的要求搅拌一定时间后离心分离取上清液进行从图1(b)可以看出,当Mg]P]15时,磷的总磷浓度分析试验结果如表2所示根据数据的比去除率为7542%,但当MgyP上-6时,去除率已经较发现,氯化镁对实际废水中磷的去除比较高,而且上升到了9725%,到Mgy[P]=9时,去除率达到处理后废水中磷的含量降低到1mgL以下。98.31%预测当Mg]P9后,去除率会缓慢增加,23氯化镁碳酸氢铵为复合沉淀剂对城市生活废襄2城市生活污水的除确试验据Table 2 P removal rate of city life初始总磷浓度/mgL4氟化镁为沉淀剂氯化镁碳酸氢铵复合沉淀剂残留总磷浓度/mg"LPO}去除率%残留总磷浓度/mgLPO去除率%66184.34134420643881732880.53286112827087379333.013286632330.4922445水处理技术第34卷第11期水中确的去除试验量为66mg“L与32mg"L),用氯化镁对其进行废水样品的来源及预处理方法同22操作,根除磷处理后,使生活废水残留磷浓度可以降低到据总磷含量加入一定量 NHHCO3和MgCl6HO,mgL以下氯化钱、碳酸氢铵为复合沉淀剂来进行并调节pH至9.0,而且满足 NH"YP}-1及Mg勹們P除磷处理时,虽其除磷效果不佳,但其在除磷过程中=13的要求搅拌一定时间后离心分离取上清液进可以获得具有使用价值的磷酸氢铵,因此也具有行总磷浓度分析,结果如表2所示。试验发现,氯化定的工程应用价值。镁、碳酸氢铵为复合沉淀剂对实际废水中磷的去除率不高,处理后废水中仍残留有25~45mgL的參考文献磷。但该方法中,可以生成缓效复合肥的磷酸铵镁,[ Omoike A L, vanloonG w. Removal of phosphorus and organic比起氯化镁法更能合理的利用资源,所以从资源的matter removal by alum during wastewater treatment. Wat Res有效利用来说,氯化镁、碳酸氢铵法对于城市生活污19993317):3617-3627水的除磷也具有工程应用价值[2] Quintana M, Colmenarejo M F, Barrera J, et d. Removal of3结论magnesium oxide production(BMP): effect of the mode of BMPpreparation/]. Chemical Enginecring Journal, 2008, 136: 204-209通过氯化镁对模拟废水中磷的去除试验,发现3]中国环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会水和当控制pH为90~10.0、在搅拌时间为5min和氯废水监测分析方法[M]第4版北京:中国环境科学出版社化镁的投入量为[Mgy[P]9时,可以使水中磷的去除率达到98%以上。[4] LiXZ, Zhao Q L Recovery of ammonium-nitrogen from landfillleachate as a multi-nutrient fertilizer J)Ecol Eng 2003, 20.171-181对西安不同地区采集的生活废水(以P计,含STUDY ON PHOSPHOR REMOVAL FROM CITY WASTEWATER BY MAGNESIUMAND AMMONIUM SALTSZHANG Jiao-qiang, ZHU Jun, SU Li-hong, KoU Kaipplied Chemica Department, School of Science, Northacesten polytechnical Unirersity Xi'an 71007Z, China)Abstract: The wastewater containing phosphorous was treated by magnesium chloride and ammonium hydrogen carbonate for solving eutrophication ofwater body. Results showed that the removal efficiency of phosphate phosphorous in wastewater was connected with the Magnesium Chloride dose, thestirring time and the medium pH value. The optimized conditions were that the pH was between 9.0 and 10.0, the stirring time was more than 5 min andmagnesium chloride dose (the Mg"P mol ratios was equal to 9.0), the removal rate of phosphate reached more than 98% for simulated wastewaterMagnesium chloride was used as chemical precipitation regent to treat the city life wastewater, in which the concentration of phosphorous was between3.2 mg.L'and 6.6 mg L', the results showed that the concentration of phosphate phosphorous of wastewater was reducing to less than 1.0 mg- Lafterbeing treated.Keywords: city life wastewater, phosphorous removal; chemical precipitation method时权中国工程项目网( awtc co cn)一家专注于工程项目出情报信息度集的专出网站,主致力于为广大工程施工企业设备生产与供应而,粘额设计规所、工程询位、工程理公等单位供最拟项目信息和标信息)中国工程项网网址电话:010-8175521传真:010-81751879地址,北东市东四西大街40号治金工业部西3层邮将100711