磷酸鈣鹽結(jié)晶除磷工藝
摘要:研究了主要工藝條件pH和Ca/P對(duì)磷酸鈣鹽結(jié)晶除磷工藝性能的影響。通過分批實(shí)驗(yàn),建立了磷去除率與pH之間的指數(shù)函數(shù)關(guān)系以及磷去除率與Ca/P之間的對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系。連續(xù)運(yùn)試表明,在pH=9.0、Ca/P=2的條件下,磷酸鈣鹽結(jié)晶除磷反應(yīng)器的容積負(fù)荷為1.10kgP/(m3•d),磷去除率為51%。
靈敏度分析表明,pH對(duì)磷去除率的影響大于Ca/P,將Ca/P提高至6,容積負(fù)荷提高至1.60kgP/(m3•d),磷去除率提高至74.3%;將pH提高至10.0,容積負(fù)荷提高至1.80kgP/(m3•d),磷去除率提高至83.5%。工藝操作上可選pH作為優(yōu)先控制對(duì)象。
隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展與人類生活水平的提高,大量含磷城市污水、工業(yè)廢水及農(nóng)業(yè)(養(yǎng)殖)污水排入水體,導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞,突出表現(xiàn)為水體富營養(yǎng)化。
據(jù)報(bào)道,當(dāng)水體中的總磷含量達(dá)0.015mg/L時(shí),就可足以引發(fā)水體富營養(yǎng)化,它是導(dǎo)致近年來太湖藍(lán)藻、沿海赤潮等環(huán)境污染事件頻頻發(fā)生的主要原因之一。另一方面,磷是貢獻(xiàn)于農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展的重要資源,但其儲(chǔ)量卻十分有限,世界上探明的磷儲(chǔ)藏量僅夠人類使用100年左右。國家環(huán)境保護(hù)”十二五”規(guī)劃提出了大力開展資源節(jié)約和綜合利用,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求,資源化除磷技術(shù)已成為廢水處理的發(fā)展趨勢。
廢水除磷技術(shù)主要有化學(xué)沉淀法、生物除磷法和化學(xué)結(jié)晶法;瘜W(xué)沉淀法存在沉淀速度慢、固液分離差、污泥含水率高、難以回用等缺點(diǎn);生物除磷技術(shù)存在對(duì)廢水成分要求高(C:N:P=100:5:1才能滿足功能微生物的需求),運(yùn)行穩(wěn)定性和靈活性較差,剩余污泥處理難和利用價(jià)值低等不足;化學(xué)結(jié)晶除磷技術(shù)是一類廢水資源化磷技術(shù),它通過形成難溶的磷酸銨鎂(MAP)晶體或磷酸鈣鹽晶體(HAP)來達(dá)到除磷與回收磷的目的。
MAP法的優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)去除廢水中的氮和磷,產(chǎn)生的鳥糞石可作為緩釋肥料;缺點(diǎn)是對(duì)廢水水質(zhì)要求高(同時(shí)含有高濃度氮和磷),投加的鎂鹽成本高,操作復(fù)雜。相比于MAP法,磷酸鈣鹽結(jié)晶法只針對(duì)含磷廢水,投加的鈣鹽成本低,操作簡易,產(chǎn)生的磷酸鈣鹽可用作工業(yè)生產(chǎn)原料,因此更具研發(fā)價(jià)值。
本實(shí)驗(yàn)主要研究工藝條件PH和、Ca/P對(duì)磷酸鈣鹽結(jié)晶除磷工藝性能的影響。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
模擬含磷廢水:用KH2PO4配制所需磷濃度的含磷廢水,濃度以Pd計(jì)。鈣鹽:用無水CaCl2配制,濃度以Ca計(jì)。晶種:活性炭,選用的活性炭購自山西新華活性炭廠,粒徑為0.9~1.25mm。先水洗,去除輕浮的活性炭,取沉于底部的活性炭置烘箱40度下烘干,再篩分,取粒徑為0.9~1.25mm的活性炭備用。采用2mol/LNaOH、2mol/LHCl調(diào)節(jié)模擬含磷廢水PH。
1.2實(shí)驗(yàn)裝置
1.2.1分批實(shí)驗(yàn)
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