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1、 南京化工职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 题目 混凝剂的化学除磷 所在系部 应用化学系 专业班级 环境 0921 指导教师 2011 年 9 月 23摘 要 近年来，由于人类对环境资源大规模的开发利用，使大量含氮、磷营养物质的生活污水、工业废水排入水体中，造成水体富营养化现象日趋严重，饮用水水源日益受到威胁，而磷污染是水体富营养化的关键因素1、2。因此，污水城镇排放标准(GB8979-1996)对磷的排放标准做了严格的规定，一级标准为0.5mg/L3。目前采用的除磷方法主要有生物和化学除磷法。然而，废水中总磷通过生物法处理往往不能达到排放标准，所以有必要研究废水的化学法除磷。化学法除磷
2、关键在于药剂的选择和沉淀条件的控制，本文主要对亚铁盐和钙盐的化学处理法进行讨论，对一些基本的实验条件进行控制论述。而在日常的除磷工艺中，都是将化学法除磷要和生物法除磷综合起来进行考虑。关键词：磷污染，除磷的机制，反应影响因素 AbstractThe water body eutrophication phenomenon day by day was in recent years serious, the tap water water source was threaten day by day, but the phosphorus pollution was the water bod
3、y eutrophication key aspect1、2. Therefore, the sewage cities emissions standard (GB8979-1996) pair of phosphorus emissions standard has made the strict stipulation, the level standard is 0.5mg/L3. At present uses eliminates the phosphorus method mainly to have the biology and chemistry eliminates th
4、e phosphorus law.However, in the waste water the total phosphorus often cannot achieve the emissions standard through biological law processing, therefore has the essential research waste water chemical process to eliminate the phosphorus.The chemical process eliminates the phosphorus key to lie in
5、the medicament the choice and the precipitation condition control, this article mainly carries on the discussion to the ferrous salt and the calcium salt chemistry processing law, carries on the control elaboration to some basic conditions.But in daily except phosphorus craft in, all is eliminates t
6、he chemical process the phosphorus to have to eliminate with the biological law the phosphorus to synthesize carries on the consideration. Key words: Phosphorus pollution, phosphorus removal mechanism, factors affecting the reaction 目 录第一章 前 言11.1 水体中磷的来源及其污染特征11.1.1水体中磷的来源11.1.2含磷污水的污染特征21.1.3 含磷过量
7、的危害21.2现阶段的除磷措施31.2.1 禁磷和限磷31.2.2 污水除磷技术概述41.2.3 污水的微生物法除磷61.2.3.1生物除磷的机制61.2.3.2生物除磷的工艺71.2.3.3 生物除磷的影响因素81.2.3.4 生物除磷的其他问题91.2.4 化学除磷91.2.4.1 化学除磷的概述91.2.4.2 化学除磷的新发展101.3 本文的主要研究内容12第二章 化学除磷的工艺条件的研究132.1实验原理132.2 主要药品、仪器设备及产品分析方法142.2.1主要实验药品142.2.2 仪器设备152.2.3 实验方法152.3 实验、数据分析172.3.1 合成条件影响因素17
8、2.3.1.1 CaO2纯品的投加倍数172.3.1.2七水合硫酸亚铁的投加量182.3.1.3反应的时间192.3.1.4 反应前的PH值对除磷效率的影响202.3.1.5 反应温度对于除磷效率的影响212.4 本章小结21参考文献23致 谢26 絮凝剂化学除磷第一章 前 言1.1 水体中磷的来源及其污染特征1.1.1水体中磷的来源 污水中的磷主要来源于排泄物、洗涤制品、某些工业废水以及给水中控制腐蚀和结垢所用的磷化物。（1） 人均磷排泄量磷是人体必需的重要元素，为维持生命过程，一个正常成年人每日需摄入一定量的磷，通过代谢，每日有相同数量的磷随粪便排泄到体外。根据国内有关资料4，我国的人均每
9、天磷排泄量为0.8一1.0g，如按1.0g计算，加上生活污水的食物残渣和其他家庭污物扫麟量0.3g，合计1.3g/（人d）=475.5 g/（人年）。（2） 人均消费洗衣粉排磷量禁磷前我国市场上含磷洗衣粉的STPP平均含量普通型为17% (含磷量4.25%)，浓缩型为30%(含磷量7.5%，用量为普通型的一半)，人均消费洗衣粉排磷量为106.25 g/（人年），这仅占生活污水含磷量的18.3%。此外，欧洲一些国家曾对生活污水中的总磷做过多次调查，主要结果见下表1-1。表1一1国外生活污水中总磷的含量（Table1-1 Total Phosphor of wastewater in foreig
10、n country)来源1975年调查1985年调查1989年调查人类食物（排泄）1.91.91.9洗涤剂1.63.01.1合适3.54.93.0洗衣粉禁(限)磷之后，城市污水中仍含有大量的磷，事实证明，“治前”(禁磷)是前提，“治后”(除磷)是手段，“治前”必须辅以“治后”，这也是欧洲各国水环境控磷的大趋势。1.1.2含磷污水的污染特征含磷污水具有以下特点:（1） 范围广 几乎所有的生活污水和部分工业废水均存在含磷量过高的问题。（2） 处理复杂国内外的实际运行经验表明，采用生物除磷方法，磷的去除量一般约为BOD5去除量的3.5%一4.5%(泥龄5一20d)，其中入几55中磷的含量平均为5%。
11、一般单采用生物除磷工艺很难满足出水含磷量低于1.0mg/L的排放要求(二级排放标准) 5，更不用说达到一级排放标准了。所以在污水处理厂的实际运行中，常通过化学法来进一步除磷。（3） 危害严重磷是引起水体富营养化的关键元素之一，特别是过量的磷能引起赤潮和水华，危害海洋和湖泊环境。1.1.3 含磷过量的危害 污水中过量磷的主要危害是刺激藻类和光合水生物的生长，从而使藻类繁盛，夺走水中溶解氧。当植物死亡腐烂继续夺走二水中的溶解氧时，就会出现富营养化现象6。尤其是水中含磷量(以PO43-计)超过0.3mg/L，则藻类生长繁殖将明显加快。有学者提出下列公式来测算水体是否达到富营养化7。 IH=耗氧量（m
12、g/L）*无机氮(g/L)*无机磷(g/L)/15001 若测定结果IH1，则说明水体中氮、磷的含量达到富营养化，此时如果水体光照足，气温高则很容易形成赤潮，其最终后果是因藻类代谢需要大量溶解氧，导致藻类死亡，引起厌氧，使水生生物大量死亡，释出大量有毒气体如H2S、NH3、PH3、CH4等，使水质恶化。水体的富营养化危害大致有:(l)消耗溶解氧，致使水生生物大量死亡。在藻类进行呼吸作用以及藻类尸体被微生物分解的过程中，溶解氧被大量消耗，造成水体严重缺氧，使鱼类、贝类窒息而死，水产渔业蒙受严重的经济损失。(2)藻类过度繁殖会阻塞鱼鳃和贝类的进出水孔，影响其呼吸作用。(3)产生气味化合物，使水体散
13、发不良气味。藻类以及厌氧菌的代谢活动可产生多种具气味的化合物，使水体散发臭味。(4)某些藻类体内及其代谢产物含有生物毒素，引起鱼、贝类中毒病变或死亡。(5)破坏环境景观。水体因富营养化会使藻类大量繁殖，覆盖水面，产生浓重的水色，有的会产生水华，甚至发黑变臭，破坏水环境景观。(6)水体沼泽化。藻类和水生植物大量生长繁殖，死亡后部分在水体中被微生物分解氧化，大部分沉积在水底。沉在水底的细胞物质不仅因厌氧微生物分解产生H2S、NH3带异味的挥发性有机物，使水体及其附近的空气散发出令人厌恶的气味；而且细胞残体在水中积累可使水体变浅、沼泽化，甚至完全失去水体功能。(7)危害供水。藻类的大量繁殖造成自来水
14、厂过滤系统堵塞，处理效率低；且藻类的分泌物和尸体的分解产物带有异味且难以除尽，严重影响饮用水的质量。1.2现阶段的除磷措施控制污水中磷的方法不外乎“防”和“治”两个方面。其中“防”主要是指禁磷和限磷，而“治”则是指污水中磷的去除。1.2.1 禁磷和限磷70年代以来，世界上许多国家相继颁布限磷、禁磷法律8、9。如美国占人口27%的地区已禁磷;日本也已实施了限磷;1995年5月欧共体（EC）城市污水处理指南UWWTD要求排入“敏感水体”达到80%TP去除率;德国和奥地利等国颁布的“污水排放法”要求处理出水的TP浓度低于1mg/L;瑞士是水环境控磷最有成效的国家之一，于1986年通过国家立法，成为世
15、界上第一个在洗衣粉中禁磷的国家。由于污水中的磷主要来源于排泄物，由洗涤剂带入的磷含量不超过总磷含量的20%，这意味着即使全部取缔含磷洗涤剂，充其量也只能减少20%的磷污染问题，并不能从根本上解决水体富营养化10。因此，世界各国在禁磷问题上存在较大争议，争议观点主要有两点:禁磷和控磷。此处提到的禁磷主要是指禁止使用磷类助洗剂，控磷主要是指如何有效地解决磷类助洗剂对水体的污染。如德国、荷兰等欧洲国家就曾经不赞成以洗衣粉禁磷的方式解决水体富营养问题，它们期望通过污水处理的方式消除磷污染。瑞典至今还不同意洗衣粉禁磷的动议，仍坚持以污水除磷的方式控制水环境的磷污染8。我国对禁磷问题也存在较大争议，由于还没有
