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农村生活污水除磷技术研究

摘  要:磷是水体富营养化的主要限制因素,因此控制磷的浓度尤为重要。针对农村生活污水的除磷技术,该文考究了电絮凝实验方法对除磷的效果,结果表明,在经过考察水力停留时间、电流密度、电极间距等因素对除磷的影响,除磷效果很显著;HRT=15min、7.68mA/cm2、极板间距为18mm时,出水水质的TP均在0.5mg/L以下。使其设备的出水水质达到GB18918-2002一级A标准。 

  关键词:农村生活污水  电絮凝除磷  实验方法及材料 

  1  实验方法及材料 

  電絮凝实验;实验器材:电解槽(对应的电极板放置容器的容积为4L,未放置电极板的容积不计)、电极板、可调直流电源、存水容器及其管路系统组成。 

  2  实验步骤 

  (1)采用人工配含磷废水,TP浓度为10mg/L。 

  (2)调整极板(有效极板:120mm×230mm×1mm,极板材料采用铁电极)间距15mm和20mm考察对除磷的影响,确定出最佳的除磷极板间距。 

  (3)在反应器启动60min后,调整电流密度为3A、2A、1A考察磷的去除率,得出最佳的电流密度; 

  (4)采用重力流控制水力停留时间,HRT=25min、15min,每个HRT共实验4h,考察TP的去除率,得出最佳的水力停留时间。 

  (5)设置不同的进水总磷浓度(5~10mg/L)时对TP的去除率的影响。 

  3  电絮凝除磷实验 

  电絮凝实验主要考察了HRT、极板间距、电流密度对除磷的效率,筛选出最优的电絮凝条件,确定其可行性。 

  3.1 不同的水力停留时间对除磷效率的影响 

  在电流密度15.4mA/cm2,pH为6.5,进水TP为6mg/L,极板间距为20mm,在不同的水力停留时间下对除磷效率的影响,其结果见图1。 

  从图1可以看出,在pH值、电流密度和进水总磷相同, HRT=25min和HRT=15min出水总磷基本相同,而将停留时间设置为9min时,出水中的总磷均值在0.3mg/L,故水力停留时间越短,电解絮凝的时间越短,则除磷的效率越低。为了保证出水水质的总磷稳定达标,则选择水力停留时间为15min。 

  3.2 电流密度与出水总磷的关系 

  在pH=6.5,进水总磷TP=5.7mg/L,HRT=15min,极板间距为20mm的出水总磷随累积流量的变化见图2。 

  在此实验中选择电流密度分别为15.40mA/cm2、10.24 mA/cm2、7.68mA/cm2进行验证。随着电流密度的增加,除磷效率也逐渐增加。但是如果电流密度过大,导致电极钝化现象严重,对电极除磷会产生消极的影响;如果电流密度过低,则会增加电解除磷絮凝的时间。因此,综合考虑电流效率和去除时间两方面的因素,电流密度选择7.68mA/cm2比较合适。但是这只是针对实验室采用自配的混合液来实验,电流密度的选择还要根据农村生活污水的实际水质进行考虑。 

  3.3 电极板间距对除磷的影响 

  在pH=6.5,进水总磷TP=10.05mg/L,HRT=15min,电流密度为7.68mA/cm2的出水总磷随累积流量的变化见图3。 

  电极板间距变化与水中总磷的去除率成反比的关系,即极板间距越大,其电阻也越大,去除率减小,所消耗的电能也就越多。极板间距越小,虽然除磷效率增加,但是板间距短路几率将会增加。综合各种因素考虑,因此选择极板间距为18mm。 

  4  结语 

  通过此次实验得出电絮凝装置最佳参数为:极板间距为18mm、电流密度为7.68mA/cm2、HRT为15min、pH为6.5,出水水质的TP均在0.5mg/L以下。 

  参考文献 

  [1] 夏岚,李遵龙.铝、铁离子对生活污水的除磷效果[J].化工进展,2012(52):243-246. 

  [2] 中华人民共和国国家标准.GB 11893-89,水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法[S]. 

  [3] 胡凯,许航,张怡蕾,等.分散式农村生活污水处理设施运营模式探讨[J].水资源保护,2017(2):63-66.

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