第34卷第11期水處理技術(shù)Vol.34 No.11142008年11月TECHNOLOGY OF WATER TREATMENTNov.,2008城市生活污水除磷的試驗(yàn)研究張教強(qiáng)，?？。?蘇力宏,寇開昌(西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，陜西西安710072)摘.要:以氯化鎂及碳酸氫銨為沉淀劑,研究了模擬及城市生活廢水除磷的影響因素.試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)的pH、沉淀劑用量、攪拌時(shí)間等都會(huì)影響除磷的效果,經(jīng)單因素及多因素的正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),最佳的除磷條件為:pH為9.0~10.0.攪拌時(shí)間為5 min和氯化鎂的投入量為[Mg"V[P]=9.對(duì)于磷濃度為6.6 mg.L-與3.2 mg:L'的城市生活廢水,經(jīng)化學(xué)沉淀除磷處理后廢水中的磷濃度可以降低至I mg'*L以下。關(guān)鍵詞:城市生活廢水;除磷;化學(xué)沉淀法中圈分類號(hào):X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào): 100-0020080 1-044-030磷是產(chǎn)生水體富營養(yǎng)化的最主要因素之一,水 .將樣品中的不同形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化成磷酸鹽，然后采用鉬體富營養(yǎng)化及其引起的“水華”、“赤潮”的發(fā)生,現(xiàn)銻抗分光光度法測(cè)定樣品中的總磷濃度。已成為全球性的環(huán)境問題咽。由于飲用發(fā)生水華的.3 試驗(yàn)過程淡水引起家禽、家畜和野生動(dòng)物死亡的事件時(shí)有報(bào)將100mL城市生活污水或模擬的含磷廢水(由磷道。含磷洗滌劑和農(nóng)藥、化肥的大量使用,近年來水酸二氫鉀配制)用05 molL4的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH體磷污染日益加劇。受磷污染的水體，藻類大量繁為9左右,加入沉淀劑,進(jìn)行攪拌后過濾,以鉬銻抗分光殖,藻體死亡后分解會(huì)使水體產(chǎn)生霉味和臭味。許多光度法測(cè)定母液中磷酸根的含量,計(jì)算磷的去除率。種類還會(huì)產(chǎn)生霉素,并通過食物鏈影響人類的健康。2結(jié)果與討論廢水除磷的方法有化學(xué)沉淀法、電解法、微生物法、水生物法、物理吸附法、膜技術(shù)處理法和土壤處理法2.1影響除磺效果的因素分析等，目前就除磷效果比較來說，應(yīng)用比較多的是化學(xué)2.1.1單因素分析沉淀法和微生物法?；瘜W(xué)除磷的發(fā)展方向一方面是化學(xué)沉淀去除磷就是使磷成為不溶性的固體沉開發(fā)新的化學(xué)藥劑，另-方向是對(duì)除磷過程中產(chǎn)生淀物，從廢水中分離出去的除磷方法,所以在除磷過的沉淀物加以回收利用。本研究考察了氯化鎂及氯程中，介質(zhì)的pH、沉淀劑的加入量及攪拌時(shí)間等都化鎂與碳酸氫銨聯(lián)用對(duì)于城市污水的除磷效果。會(huì)影響到除磷效果。圖1示出采用模擬廢水(濃度為400 mol*L"(以P計(jì)) )進(jìn)行的pH、磷酸根濃度1試驗(yàn)部分(mg*L)、氯化鎂投入量和攪拌時(shí)間等單因素的試1.1主要試劑及儀器驗(yàn)結(jié)果。氯化鎂(MgCl,*6H2O)、磷酸二氫鉀( KH,POJ)、從圖1 (a)中可以看出,當(dāng)pH從7.0升高到碳酸氫銨、氯化亞錫、鉬酸銨等,上述試劑均為分析純。9.0時(shí)，磷酸根的去除率從29.7%上升到98.29%，722型分光光度計(jì)、電動(dòng)攪拌器.pH儀、離心機(jī)等。而當(dāng)pH從9.0升到10.0后，去除率反而從98.29%1.2 廢水中磷酸根及總磷的含測(cè)定下降到97.51%,接著去除率隨著pH的上升又下降。樣品中磷酸根分析采取鉬銻抗分光光度法進(jìn)行。這說明對(duì)磷酸根離子去除的最佳pH為9.0~10.0, .總磷測(cè)定時(shí),先對(duì)樣品用濃硫酸及過硫酸鉀進(jìn)行消解，磷酸根去除率可達(dá)到98.29%以上的效果。當(dāng)pH在中國煤化工收稿日期:2008-03-25基金項(xiàng)目:2007屆西北工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)重點(diǎn)扶持項(xiàng)目(wd.MHCNMHG作者簡(jiǎn)介:張敏強(qiáng)(1965-) ,男,博士，副教授,主要從事應(yīng)用化學(xué)方面的教學(xué)反研究工作聯(lián)系電話:029 88431672; E-mail: zhangiq@nwpu.edu.cn.張教強(qiáng)等,城市生活污水除磷的試驗(yàn)研究45而且上升的幅度越來越小，所以取[Mg"]/[P]=9。從圖1(c)可以看出,磷的去除率是隨攪拌時(shí)0f30間的加長(zhǎng)而增加的，當(dāng)攪拌時(shí)間為1 min的時(shí)候，去of6ot除率為94.56%，而當(dāng)攪拌時(shí)間上升到5min的時(shí)開g s0f候，磷酸根離子去除率已經(jīng)增加到98.27%,當(dāng)攪拌40時(shí)間繼續(xù)增加的時(shí)候，去除率雖然繼續(xù)有上升趨勢(shì)，30}7一8910盲一立但上升的幅度已經(jīng)不大了。根據(jù)以.上的單因素試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)除磷的最佳圖1(a) pH 對(duì)磷酸根離子去除率的影響試驗(yàn)條件為:介質(zhì)的pH為9~10,氯化鎂的使用量100為[Mg*]/[P]大于或等于9,攪拌時(shí)間為5 min,磷的5-去除率可以達(dá)到98%以上。開9of2.1.2三 因素的正交試驗(yàn)分析表1為2.1.1中三個(gè)單因素的正交試驗(yàn)結(jié)果,pH的水平分別為7.9.11, [Mg"]VP]的水平分別為7S3、6.9,攪拌時(shí)間的水平分別為1.5、10 min.●[Mg*]P]襄1三因素的正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table I Three factors orthogonal expenimental data圖1(b)氯化鎂用量對(duì)磷去除率的影響項(xiàng)目pH (A)[Mg^V(P](B)攪拌時(shí)間(C)I7.87164.03197.95》9 t289.54 .215.1922.47241.84224.03182.83思98}R217.6760.0039.6497最優(yōu)ACuw 96-只從三因素的正交試驗(yàn)所得的極差R可以看出，946-之pH對(duì)處理效果的影響最大(R=217.67) ,其次是氯攪拌時(shí)間/min化鎂的投入量(R=60.00), 最后是攪拌時(shí)間(R=圖1(c)攪拌時(shí)間對(duì)磷 去除率的影響圈1介質(zhì)陂堿度及沉淀劑用等對(duì)除確效果的影響39.64)。Fig1 Effect of pH and precipitator dosage oo P removal rate2.2氯化鎂對(duì)實(shí)際城市生活廢水中磷的去除試驗(yàn)9.0以下時(shí),Mg2*難以和PO"發(fā)生沉淀反應(yīng)。當(dāng)pH上從西安郊區(qū)不同地點(diǎn)采集生活污水，首先測(cè)定升到10.0以上的時(shí)候，更多的Mg*+就會(huì)和OH產(chǎn)生沉廢水樣品中磷的含量,分別取廢水樣品五份各1000淀,磷的去除率就會(huì)下降。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH達(dá)mL放入五個(gè)燒杯中，根據(jù)總磷含量加入--定量的到10.0以上的時(shí)候，沉淀顏色已經(jīng)發(fā)生了變化,這與MgCl.6H2O,并調(diào)節(jié)pH,使之達(dá)到pH= 9.0、[Mg"]VIP]理論是相符合的,故選擇pH范圍為9.0~10.0。=9的要求，攪拌- -定時(shí)間后離心分離,取上清液進(jìn)行從圖1 (b)可以看出，當(dāng)[Mg^"/[P]=1.5時(shí)，磷的總磷濃度分析,試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。根據(jù)數(shù)據(jù)的比去除率為75.42%,但當(dāng)[Mg"][P]=6時(shí)，去除率已經(jīng)較發(fā)現(xiàn),氯化鎂對(duì)實(shí)際廢水中磷的去除比較高,而且上升到了97.25%, 到[Mg°]/[P]=9時(shí),去除率達(dá)到處理后廢水中磷的含量降低到1 mg*L'以下。98.31%。預(yù)測(cè)當(dāng)[Mg"]/[P]>9后,去除率會(huì)緩慢增加，2.3氯化鏌、碳酸氫銨為復(fù)合沉淀劑對(duì)城市生活廢表2城市生活污水的除確試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table2 P removal rate of city life wastewater氯化鎂為沉淀劑氯化鎂、碳酸氫銨復(fù)合沉淀劑初始總磷濃度/mg*L'殘留總磷濃度/mg+L-PO:去除率1%殘留總磷濃度/mg*L'PO2去除率"%6.6180.76788.4234.425.436 .0.64388.17中國煤化工32.883.8320.53286.11MHCNMHG26.234.2240.87379.3328.663.2330.49284.782.44524.3646水處理技術(shù).第34卷第11期水中磷的去除試驗(yàn)量為6.6 mg'L:與3.2 mg'L),用氯化鎂對(duì)其進(jìn)行廢水樣品的來源及預(yù)處理方法同2.2操作,根除磷處理后，使生活廢水殘留磷濃度可以降低到1據(jù)總磷含量加入一定量NHHCO,和MgCl.6H2O，mg.L:4 以下。氯化鎂、碳酸氫銨為復(fù)合沉淀劑來進(jìn)行并調(diào)節(jié)pH至9.0,而且滿足NH*](P]=1及[Mg']/[P]除磷處理時(shí)，雖其除磷效果不佳，但其在除磷過程中=l.3的要求,攪拌- -定時(shí)間后離心分離,取上清液進(jìn)可以獲得具有使用價(jià)值的磷酸氫銨，因此也具有一行總磷濃度分析結(jié)果如表2所示。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氯化定的工程應(yīng)用價(jià)值。鎂、碳酸氫銨為復(fù)合沉淀劑對(duì)實(shí)際廢水中磷的去除率不高，處理后廢水中仍殘留有2.5~4.5 mgL'的參考文獻(xiàn):磷。但該方法中,可以生成緩效復(fù)合肥的磷酸銨鎂{,[1] Omoike A I, Vanloon G w. Removal of pbosphons and organic比起氯化鎂法更能合理的利用資源，所以從資源的matter removal by alum during wastewater treatment[J].Wat Res,9933(17):3617-3627.有效利用來說,氯化鎂、碳酸氫銨法對(duì)于城市生活污[2] Quintana M, ColmenarejoMF, BarreraJ, et al. Removal of水的除磷也具有工程應(yīng)用價(jià)值。phosphorus through stnvite pecipitation using a byproduct ofmagnesum oxide production (BMP)effet of the mode of BMP3結(jié)論preparation[J].Chemical Engineering Joual2008,136:204-209.通過氯化鎂對(duì)模擬廢水中磷的去除試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)[3] 中國環(huán)境保護(hù) 總局，《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法)編委會(huì).水和當(dāng)控制pH為9.0~10.0、在攪拌時(shí)間為5 min和氯廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M ].第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，化鎂的投入量為[Mg"]/[P]=9 時(shí),可以使水中磷的[4] LiX z, Zhao Q L. Recovery of amoiumnitrogan from landill2002:246.去除率達(dá)到98%以上。leachate as a muli-nutient frtilizer [J]Ecol Eng,2003,20.171-181.對(duì)西安不同地區(qū)采集的生活廢水(以P計(jì),含STUDY ON PHOSPHOR REMOVAL FROM CITY WASTEWATER BY MAGNESIUMAND AMMONTUM SALTSZHANG Jiao-qiang, ZHU Jun, SULi-hong, KOU Kai-chang(Aplied Chemical Department, School of Seience, Northwestern Plytechnical Univerity, Xi' m 710072, China)Abstact The wastewater containing phosphorous was treated by magnesium chloride and ammonium hydrogen carbonate for solving eutropbication ofwater body. Results showed that the removal eficiency of phosphate posphorous in wastewater was connected with the Magnesium Chloride dose, thestiring time and the medium pH value. The optimized conditions were that the pH was between 9.0 and 10.0, the siring time was more than 5 min andmagnesium chloride dose (he Mg"*/P mol ratios was equal to9.0), the rernoval nate of pbospbate reached more than 98% for simulated wastewater.Magpesium chloride was used as chemical precipitation regeat to treat the city life wastewater, in which the concentration of pbosphorous was between3.2 mg.L' and 6.6 mg.L, the results showed that the concentration of pbosphate phosphorous of wastewater was reducing to les than 1.0 mg'L' afcerbeing treated.Keywords: city life wastewater, phosphorous removal; chemical precipitation method及時(shí)權(quán)威雅確中國工程項(xiàng)目網(wǎng)(w eoxm com.cn)是一家專注于工程項(xiàng)目商業(yè)情報(bào)信息搜集的專業(yè)網(wǎng)站，主要致力于為廣大工程施工企業(yè).設(shè)備生產(chǎn)與供應(yīng)商、勘察設(shè)計(jì)院所、工程咨詢單位。工程監(jiān)理公司等單位提供量新擬建項(xiàng)日信息和招標(biāo)信息50)中國工程項(xiàng)目網(wǎng)中國煤化工w gcxm.com.cnMHCNMHG010-81757879地址:北京市東四郵編: 100711