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《济南大学》 2013年
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晶种滤池处理海水利用废水的结晶除磷效能及工艺特性研究

武均均  
【摘要】:目前我国沿海水体环境质量恶化和水资源短缺的状况已经成为严重制约沿海城市经济和社会迅速发展的瓶颈。开发新的水源,解决水资源短缺的问题,已经成为沿海经济发达地区迫在眉睫的大事。采用海水作为城市生活杂用水(主要用海水冲厕)和海产品加工行业是缓解沿海地区水资源紧缺状况的有效途径。传统生物、化学和吸附除磷法在海水利用废水除磷方面都存在诸多不足,且无法实现磷的回收利用。磷酸铵镁结晶法除磷具有良好的除磷效果,并且能从废水中回收磷资源。利用结晶法除磷不仅可以解决沿海城市浒苔泛滥的问题,而且还可以解决磷资源短缺的矛盾。 因此为了探讨利用磷酸铵镁结晶法处理海水利用废水结晶除磷的可行性,本实验以滤池模型反应器为依托,研究晶种滤池过滤工艺的运行条件控制。通过考察钢渣、钢渣基复合晶种滤料、矿渣和矿渣基复合晶种滤料对水溶液中磷的去除动力学特征,对比四种滤料的除磷效能及其结晶效果,选取最佳晶种;重点考察水力停留时间(HRT,Hydraulic Retention Time)、pH值、曝气量等工艺运行条件对反应器除磷效能的影响规律,通过系统分析运行条件对磷酸铵镁结晶法除磷的影响,以期探索晶种滤池长期运行并高效稳定的工艺条件,为工程实践提供依据。 研究结果表明,投加晶种可以缩短结晶过程的诱导期。投加晶种不仅能诱导和促进结晶反应,还可以作为磷回收的载体。比较五种晶种滤料,钢渣基复合晶种滤料具有最强的除磷能力。钢渣基复合滤料在pH=9.5的碱性条件下,活性矿物的水化活性受到激发促使磷酸铵镁晶体在钢渣基复合晶种滤料的富集,从而实现了磷的高效去除。 不同晶种滤池结晶反应产物磷酸铵镁沉淀的组成和形态是不同的。钢渣基复合晶种滤料生成的沉淀在2θ为15.881°、16.484°、21.493°、27.099°、31.989°、33.306°等处有特征衍射峰,与文献报道一致,说明在钢渣基复合晶种滤池中能生成磷酸铵镁沉淀。而对比之下,钢渣、矿渣、矿渣基复合晶种滤料和石英砂的除磷效能明显不如钢渣基复合晶种滤料,经过筛选确定本实验采取钢渣基复合晶种滤料为晶种滤池的主要晶种。 晶种滤料碱度释放受水力停留时间HRT的影响。随着水力停留时间延长,晶种滤料释放出碱度的数量增加,pH值升高,提供了结晶反应所需的碱性环境;水力停留时间延长,增加了铵根离子、镁离子、磷酸根离子接触碰撞机率,晶种滤料对磷的吸附效果提升,从而使磷酸铵镁沉淀的生成量增多,使晶体形成的活化能降低,从而促进了结晶反应的进行,提高了除磷效率。当HRT=90min时,处理效果最佳,所以选择水力停留时间HRT为90min。 pH值决定了组成磷酸铵镁的物种离子在水中平衡时的形态和活度。当滴加NaOH溶液提高进水pH=8.5时,剩余磷浓度逐渐降低,最终达到平衡,此时沉淀的主要成分为MgNH_4PO_4。所以,将钢渣基复合晶种滤池进水pH值调为8.5。这样既可以降低NaOH药剂费用,又可以得到纯净的磷酸铵镁,还可以适当的降低出水pH。 采用曝气的方法可以提高原水的pH值,调整气水比可为结晶过程创造适宜的碱性环境。曝气不仅节约添加的药剂量,而且还可以提供搅拌,增加离子间的相互碰撞。当曝气量过大时,反应器内的滤料出现一定的搅动,附着在滤料表面的晶体脱落,影响磷的去除效果;而且会造成滤料之间的磨损,影响后续形成晶体的附着,所以选择曝气的气水比为10。 曝气协同加碱法能有效提高钢渣基复合晶种滤池出水pH值,从而提高除磷效率,使出水磷浓度降低。当水力停留时间为90min,通过空压机调节气水比为10,钢渣基复合晶种滤池加碱调节pH=8.0时,出水pH=9.56能够符合磷酸铵镁结晶反应化学要求。 采取曝气协同加碱法生成的沉淀大部分为磷酸铵镁晶体,且峰值很高,晶化程度很好,有很好的回收利用价值。晶体具有明显的斜方晶体结构,排列规则、结构紧密,符合典型MAP沉淀的晶体结构,从EDS图可知最高峰分别是O、Mg和P,也是MAP主要组成元素,所以在曝气同时调节pH值的条件下得到的结晶产物是比较纯正的磷酸铵镁。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张乐观;刘彪;;晶析辅助化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的研究[J];平顶山工学院学报;2008年03期
2 徐国想,阮复昌;铁系和铝系无机絮凝剂的性能分析[J];重庆环境科学;2001年03期
3 陈娇桂;林妃妃;;东兴市海产品深加工行业废水处理工艺及实例探讨[J];大众科技;2011年05期
4 张雨山,王静,蒋立东,徐梅生,顾平,李方方;利用海水冲厕对城市污水处理的影响研究[J];中国给水排水;1999年09期
5 操家顺,杨雪冬,Mark Van Loosdrecht;BCFS—生物除磷新工艺[J];中国给水排水;2002年03期
6 张雨山,王静,寇希元,张秀芝,单科,成玉,苗英霞,姜天翔,傅学起;菌藻塘处理冲厕海水的试验研究[J];中国给水排水;2004年02期
7 李佳凤;吕锡武;徐微;蒋彬;;诱导结晶反应器回收富磷上清液中磷的研究[J];中国给水排水;2010年01期
8 李晔;佘健;;改性钢渣除磷试验研究[J];工业安全与环保;2007年12期
9 张雨山,王静,徐梅生;完全活性污泥法处理含海水污水的基质降解动力学研究[J];工业水处理;2000年05期
10 于德爽,彭永臻,张相忠,宋学起;海水盐度对短程硝化反硝化的影响[J];工业水处理;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑林树,郑苏云,钱仕虎,毛小勇;浅谈SBR法的发展、特点及其在磺胺废水中的应用[J];安徽化工;2003年01期
2 杨根权;奥贝尔(Orbal)氧化沟充氧量的计算[J];安徽化工;2003年05期
3 江峰;严文胜;郑院生;蔡薇莉;童学宝;;新型纳米无磷转化技术在冰箱行业的应用[J];安徽化工;2010年S2期
4 黄明,黄显怀,刘绍根,赵峰;琥珀山庄居住小区污水处理工艺试验研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年01期
5 方文秀;;浅谈地埋式污水处理系统及其应用[J];安徽建筑;2009年04期
6 骆斌;刘水清;蒋志敏;;城市生活污水除磷技术的研究进展[J];安徽农业科学;2010年09期
7 陈新建;陈新洋;;城市湿地建设与污水处理关系研究[J];安徽农业科学;2010年16期
8 冯俊生;高博;;电凝聚-混凝技术处理含磷废水的研究[J];安徽农业科学;2010年19期
9 范世锁;汤锋;喻谨;章骏;;钢渣在废水处理方面的应用研究[J];安徽农业科学;2010年32期
10 李俊叶;王筱兰;邹峥嵘;;耐盐菌的筛选及初步鉴定[J];安徽农业科学;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;宗洪锋;;节流器类型对空气静压导轨静特性的影响分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 郑逆;唐仁云;;传统造纸工业常见废水污染物及防治措施[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
3 高洁;孙鹤旭;董砚;何林;;开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 蔡銮;徐栋;;钢筋混凝土双向偏心受力截面非线性分析[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
5 徐宏;张瑚;;DVR逆变单元补偿方法分析与研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
6 李玉株;肖江;黄丽燕;刘君;;基于TDC-GP2的激光测距系统设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
7 马丽卫;翟海瑞;王倩;张利娟;杨劲松;;乳制品公司废水处理的研究进展[A];管产学研助推食品安全重庆高峰论坛——2011年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨全国食品科学与工程博士生学术论坛论文集[C];2011年
8 袁鹏;宋永会;崔晓宇;彭剑峰;袁芳;;养猪废水磷回收工艺技术研究[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
9 彭思敏;王世敏;万丽;董兵海;;原位聚合制备氧化石墨烯/聚酰亚胺纳米复合薄膜[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
10 陶虎春;李金波;李绍峰;;BAC-FB处理生活污水的效能及特性研究[A];二氧化氯研究与应用--2010二氧化氯与水处理技术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 程军娜;基于形态学多尺度图像分析的海藻细胞图像分割及特征提取[D];中国海洋大学;2010年
3 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
4 刘高峰;长江口水沙运动及三维泥沙模型研究[D];华东师范大学;2011年
5 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
6 王正家;ACA互连的多因素作用分析与性能优化[D];华中科技大学;2010年
7 胡平平;多屏同步三维显示技术的研究和实现[D];中国电力科学研究院;2010年
8 詹越;知识型员工个人知识管理能力影响因素研究[D];南开大学;2010年
9 王琳;不确定环境下的班轮企业资源管理研究[D];南开大学;2010年
10 李丹;CuO-Mn_xO_y/γ-Al_2O_3催化剂的制备、表征及其催化还原NO的性质研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程祥;农产品冷链物流库存管理应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 钟宇翔;植物纤维增强热塑性本薯淀粉复合材料的制备与性能研究[D];广西师范学院;2010年
3 俞亚明;LOFT建筑中的节能设计[D];浙江理工大学;2010年
4 张硕;基于SuperMap Objects 的河南省南水北调地理信息系统设计与实现研究[D];郑州大学;2010年
5 魏惠;钢渣对磷的吸附与解吸特性及影响因素研究[D];郑州大学;2010年
6 吕晶晶;A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究[D];郑州大学;2010年
7 孙国平;磷酸铵镁结晶法去除和回收猪场废水中氮磷[D];郑州大学;2010年
8 侯亚辉;A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工艺处理城市污水比较研究[D];郑州大学;2010年
9 李石磊;A~2/O~2在工艺不同运行方式下的脱氮试验研究[D];郑州大学;2010年
10 王海波;泰安山城结合部公园游人行为研究[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙体昌,张建云,松全元;废水中氨氮沉淀的影响因素[J];北京科技大学学报;2004年01期
2 王利平,李义科,庞宏,于玲红,刘长威,陈莉荣,李志军;化学沉淀法处理高浓度氨氮稀土废水实验研究[J];包头钢铁学院学报;2003年03期
3 田淑媛,杨睿,顾平,王景峰,李琛琛,何倚;生物除磷工艺技术发展[J];城市环境与城市生态;2000年04期
4 傅国伟,郭京菲;面向可持续发展的水资源管理问题的探讨[J];城市环境与城市生态;1997年01期
5 罗宁,罗固源,许晓毅;从细菌的生化特性看生物脱氮与生物除磷的关系[J];重庆环境科学;2003年05期
6 牟海省;我国水资源持续开发的零增长模式初探[J];地理研究;1995年01期
7 沈耀良;废水生物脱氮除磷工艺设计和运行中需考虑的几个问题[J];环境科学与技术;1996年02期
8 王惠景,王可;水资源与我国经济的持续发展[J];环境科学与技术;1996年03期
9 董树军,何风鸣,尹连庆,张建平;粉煤灰吸附水中磷的研究[J];粉煤灰综合利用;1996年03期
10 张雨山,王静,蒋立东,徐梅生,顾平,李方方;利用海水冲厕对城市污水处理的影响研究[J];中国给水排水;1999年09期
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中国期刊全文数据库 前10条
1 安明;;滤池气、水反冲洗技术的节水、节能效益研究[J];工业水处理;2006年07期
2 任玉毅;;含氮废水的脱氮处理研究[J];四川冶金;2006年04期
3 史笑非,贾宝秋,马志明;均粒石英砂滤料快滤池的生产性试验与应用[J];辽宁化工;2001年12期
4 韦国昊;;高效、节能处理悬浮物废水装置设计[J];化工设计通讯;1988年04期
5 朴真三,鲍志戎,李惟,徐爱军,杨宏,张杰;自来水厂除锰滤池的成熟与微生物群落的研究[J];环境科学;1998年01期
6 张伟,马龙华,钱积新;PLC在自来水厂滤池控制中的应用[J];化工自动化及仪表;2002年01期
7 张伟,马龙华,钱积新;基于MB+网络的自来水厂PLC自动控制[J];石油化工自动化;2002年01期
8 彭勃;;城市污水的深度处理工艺[J];工程建设与设计;2010年08期
9 唐友尧;;滤池最大过滤水头损失值的确定[J];华中科技大学学报(城市科学版);1990年02期
10 周继军;金维平;崔丽娜;;影响生物滤池氧传递速率的几个因素[J];工业安全与环保;2006年03期
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1 林龙德;;水厂滤池控制系统的设计与实现[A];中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C];2010年
2 李俊义;;滤池运行自动化控制[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
3 杜勤;赵保全;;浅议水体富营养化及污水脱氮除磷技术[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
4 张涛;任洪强;丁丽丽;许柯;李秋成;;磷酸铵镁沉淀技术处理氨氮废水研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
5 张东;乐林生;鲍士荣;康兰英;朱文娜;;聚硅硫酸铝处理长江水的生产性应用研究[A];第三届全国水处理化学品行业年会会议论文集[C];2007年
6 邱美连;王玲;薛建军;姚京君;石雷;;超声-电凝聚技术处理含磷废水[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
7 陈磊;王习冶;杨梓;;浅谈给水处理中的优化方法及应用前景[A];2010年全国给水排水技术信息网年会论文集[C];2010年
8 叶善园;;直滤式滤板的研制及其意义[A];全国SBR污水处理技术研讨会论文集[C];2004年
9 崔虹旭;陈庆武;申莹莹;陈敏;;转炉钢渣除磷技术研究与现状[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
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1 张正贵;“超声波强化生物脱氮除磷技术”通过专家评估[N];中国建设报;2008年
2 谢锋;政产学研催生科技创新[N];中国环境报;2008年
3 记者 李颖华;继续强化管理 巩固创卫成果[N];新乡日报;2008年
4 ;郝晓地:不懈追求的环保专家[N];科技日报;2002年
5 海英;以高级钢制造为目标的炼钢工艺低磷钢、低硫钢制造工艺[N];世界金属导报;2008年
6 记者 周雁凌 季英德;山东首创倒置生物脱氮除磷技术[N];中国环境报;2008年
7 马生录;2.6万山乡群众畅饮安全水[N];青海日报;2009年
8 郑州大学乐喜施磷复肥技术研究推广中心 许秀成 李萍 王好斌;以肥包肥可制缓/控释肥料[N];农资导报;2004年
9 筱薇;如何开发碳源脱氮除磷?[N];中国环境报;2008年
10 本报记者 栗晋波;污水变清水 成为新水源[N];太行日报;2010年
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1 汤琪;磷酸铵镁脱氮除磷技术及其应用研究[D];重庆大学;2008年
2 唐德翠;城市供水水处理系统的建模、控制与运行优化研究[D];华南理工大学;2013年
3 蒋波;氨氧化细菌强化倒置反硝化生物滤池深度处理城市污水中试研究[D];山东大学;2010年
4 王金勇;山羊磷酸铵(钾)镁尿石症试验研究[D];南京农业大学;2007年
5 李海燕;基于水处理的壳聚糖树脂的制备、表征及功能性研究[D];中国海洋大学;2011年
6 李楠;SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李楠;SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 郭夏丽;厌氧生物除磷技术的基础研究[D];浙江大学;2005年
9 章北平;CIBR/酶促湿地污水脱氮除磷技术研究[D];重庆大学;2008年
10 刘可;KMnO_4与FeSO_4联用去除水中磷的效能与机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
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1 武均均;晶种滤池处理海水利用废水的结晶除磷效能及工艺特性研究[D];济南大学;2013年
2 仲小敏;除磷微生物筛选及除磷条件优化研究[D];江南大学;2012年
3 王广伟;基于水热改性的除磷晶种制备及其除磷特性研究[D];济南大学;2011年
4 张立;新型除磷剂的研制及其应用研究[D];五邑大学;2010年
5 韩金柱;沸石的改性及其除磷性能研究[D];东北林业大学;2010年
6 罗国荣;炭砂复合滤池短流程深度净水工艺试验研究[D];华南理工大学;2010年
7 杨明;净水厂V型滤池控制系统设计与实现[D];合肥工业大学;2010年
8 高耀文;硅藻土基复合吸附剂的制备及用于富营养化水体除磷的研究[D];武汉科技大学;2013年
9 罗斌华;锶掺杂二氧化钛薄膜滤球的制备及其除磷试验研究[D];武汉理工大学;2011年
10 罗芳;固定化活性金属氧化物除磷的进一步实验研究[D];昆明理工大学;2010年
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