太倉地埋式一體化生活污水處理設(shè)備在線咨詢

取3份某電廠脫硫廢水，投加CaO分別調(diào)節(jié)pH值至9、10和11，在實驗室模擬反應(yīng)池中充分反應(yīng)，再投加絮凝劑使污泥顆粒聚集成團，于實驗室模擬沉淀池中進行泥水分離。將污泥于50℃下烘干，研磨，過100目細篩(篩孔孔徑為0.149mm)后收集待用，分別標記為S9、S10和S11。根據(jù)溶固反應(yīng)測定，3種污泥的鈣質(zhì)量分數(shù)分別為0.0732、0.0819和0.0944。

　　(2)模擬含磷廢水。

　　用NaH2PO4配制高含磷廢水，初始磷(以P計)質(zhì)量濃度為55mg/L。

　　1.2 實驗內(nèi)容

　　(1)除磷實驗。分別投加污泥樣品S9、S10和S11于200mL模擬含磷廢水中，在100r/min條件下攪拌120min，沉降30min，取上清液測定pH值和PO43?濃度(以P計)，計算P去除率(PRE)。

　　(2)動力學(xué)實驗。

　　取3份500mL模擬含磷廢水，分別投加3種污泥樣品進行除磷實驗，在120min內(nèi)間隔取水樣(過濾)，測定PO43?濃度(以P計)，用以擬合動力學(xué)方程。

　　(3)熱力學(xué)實驗。

　　考慮不同季節(jié)水溫變化，選擇在25℃、30℃和35℃條件下進行熱力學(xué)實驗研究，分別在不同操作溫度下，將模擬含磷廢水置于搖床中進行除磷實驗，振蕩條件為200r/min，24h后，取上清液測定PO43?濃度(以P計)，用以擬合熱力學(xué)方程。

　　2、實驗結(jié)果與討論

　　2.1 脫硫廢水水質(zhì)特點

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　某電廠脫硫廢水原水和“三聯(lián)箱"工藝出水水質(zhì)如表1所示。脫硫廢水中含有高濃度固體懸浮物(SS)、Ca2+、Mg2+和Cl-，以及少量重金屬，經(jīng)“三聯(lián)箱"工藝處理后，水中SS下降90%以上，重金屬Cd2+、As3+和Mn2+的去除率在99%以上，Hg2+的去除率達85%，殘余量均小于《污水排放標準》的要求值。一般情況下，“三聯(lián)箱"工藝出水回用至排渣系統(tǒng)。由于工藝中需投加CaO，使鈣質(zhì)量濃度增加值為300mg/L，而出水中Ca2+質(zhì)量濃度僅增加128mg/L，說明污泥中含有豐富的鈣鹽。含鈣污泥投加到含磷廢水中，鈣與磷會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而起到化學(xué)除磷作用。

模擬含磷廢水pH值呈現(xiàn)先緩慢增大后迅速增加的趨勢，這是因為3種污泥自身均為堿性，隨污泥投加量的增加，會提高水溶液的pH值。當P去除率達90%~時，廢水pH值均在7.0~10.0范圍內(nèi)，該pH值條件下磷主要以H2PO4?和HPO42?形式存在，反應(yīng)產(chǎn)物為CaHPO4·2H2O沉淀。由于CaHPO4·2H2O為微溶物，在25℃時溶解度為4.303×10?2g/L，反應(yīng)時水中P的濃度為7.76mg/L，即化學(xué)除磷的P去除率僅為86%，而3種污泥樣品的除磷實驗結(jié)果表明，當污泥濃度達到一定范圍時，均可使P去除率大于99%。由此可見，含鈣污泥除磷是化學(xué)反應(yīng)和吸附作用的共同結(jié)果。當污泥濃度較低時，污泥除磷受化學(xué)反應(yīng)控制，反應(yīng)過程中消耗一定量OH?，pH值變化平緩，隨著污泥濃度的增加，反應(yīng)至終點，pH值直線上升，污泥吸附占主導(dǎo)作用，直到P去除率接近。由于污泥表面Ca2+對水中HPO42?存在化學(xué)吸附作用，污泥含鈣量越高，對磷的吸附容量越大，越有利于吸附除磷。

　　通過以上試驗得到：S9、S10和S11除磷適宜的質(zhì)量濃度范圍分別為1.0~40g/L、0.5~5.0g/L、0.5~4.0g/L。

　　2.3 吸附動力學(xué)

　　根據(jù)2.2中除磷實驗結(jié)果可知，S9、S10、S11質(zhì)量濃度分別為10g/L、2.5g/L、2g/L時，污泥吸附作用占主導(dǎo)，因此選取該污泥濃度進行動力學(xué)和熱力學(xué)實驗，研究除磷機制。不同接觸時間3種污泥對磷的吸附量(q，單位質(zhì)量吸附劑(g)吸附P的質(zhì)量(mg)，以mg/g表示)如圖2所示。由圖2可見，在吸附開始階段，3種污泥對磷的吸附量均迅速增加，前20min屬于快速吸附階段，隨后緩慢增加，在45min時均達到吸附平衡。相同接觸時間內(nèi)S11對磷的吸附量，且吸附速度，這與2.2中除磷實驗結(jié)果一致。