电絮凝除微污染水中正磷酸盐和硝酸盐试验研究

论文摘要

随着工农业生产和城市化的发展,大量氮磷排入水体,造成水体富营养化,对饮用水安全也造成影响。电絮凝在饮用水和污水处理中已经得到应用。本课题利用电絮凝技术主要从以下方面对微污染水中氮磷的去除及其影响因素等进行了研究。首先,对传统除氮磷技术以及电絮凝技术进了行调查分析,研究各自特点,制定试验研究内容与方案。其次,对电絮凝除正磷酸盐和硝酸盐分别进行5因素4水平正交试验分析,考察各影响因素对电絮凝的影响程度的顺序。得出正磷酸盐在最优条件下去除率为99.6%,硝酸盐在最优条件下去除率为68.94%。此外,研究了电流、NaCl浓度、初始pH、电极连接方式对电絮凝效果的影响。对各因素的优化条件进行了试验。同时,对比常规和电絮凝对正磷酸盐的去除,以AlCl3为混凝剂的常规混凝存在一个最佳药剂投加比Al:P（摩尔比）为2.6,而电絮凝则随Al量升高,去除效果提高,并且电絮凝的pH适应范围更广。对松花江原水进行了电絮凝试验,考察其除磷除氮的效果。最后,对影响电絮凝能耗的因素进行分析,电极极化和钝化使极板电压偏离平衡电压,是造成能耗损失的重要原因。分析了电絮凝能耗计算方法,并对不同条件下电絮凝除正磷酸盐和硝酸盐能耗进行具体计算。对能耗进行正交分析的结果表明,电絮凝除正磷酸盐最低能耗0.09k Wh(gPO43--P)-1,电絮凝除硝酸盐最低能耗为0.08 102 kWh（gNO3--N）-1。根据对能耗的计算分析,讨论电絮凝低能耗运行的条件。电絮凝对正磷酸盐和硝酸盐有一定去除效果,在考虑能耗、优化试验条件情况下,具有一定的应用前景,可在特殊情况下小规模应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 饮用水中氮磷的危害
• 1.1.2 水体富营养化中氮磷的影响
• 1.2 传统除正磷酸盐除硝酸盐技术
• 1.2.1 传统除磷技术
• 1.2.2 传统除硝酸盐技术
• 1.3 电絮凝技术概论
• 1.3.1 电絮凝技术原理
• 1.3.2 电絮凝在饮用水处理中的应用
• 1.3.3 电絮凝在废水处理中的应用
• 1.3.4 电絮凝技术的特点
• 1.3.5 电絮凝应用的局限性
• 1.3.6 电絮凝技术展望
• 1.4 试验研究内容与方案
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验水样及其水质情况
• 2.2 试验检测方法及试验试剂
• 2.3 设备一览表
• 2.4 电絮凝试验装置及材料
• 第3章 电絮凝法除正磷酸盐
• 3.1 试验结果与分析
• 3.1.1 电极材料的选定
• 3.1.2 正交试验
• 3.1.3 正磷酸盐初始浓度影响
• 3.1.4 电流影响
• 3.1.5 NaCl 浓度影响
• 3.1.6 初始PH 影响
• 3.1.7 电极连接方式
• 3.2 电絮凝与常规混凝除正磷酸盐对比试验
• 3.2.1 相同初始pH 不同Al 量对比
• 3.2.2 相同Al 量不同初始pH 对比试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 电絮凝除硝酸盐
• 4.1 试验结果与分析
• 4.1.1 正交试验
• 4.1.2 NaCl 影响
• 4.1.3 电流影响
• 4.1.5 pH 值影响
• 4.1.6 电解松花江原水
• 4.2 本章小结
• 第5章 试验能耗分析
• 5.1 影响电絮凝能耗的因素
• 5.1.1 电流效率
• 5.1.2 电极极化和钝化
• 5.2 电絮凝除正磷酸盐各影响因素的能耗计算
• 5.2.1 电絮凝技术能耗计算公式
• 5.2.2 除正磷酸盐能耗影响因素正交分析
• 5.2.3 电流影响
• 5.2.4 正磷酸盐初始浓度影响
• 5.2.5 NaCl 的影响
• 5.2.6 电极连接方式影响
• 5.3 电絮凝除硝酸盐各影响因素的能耗计算
• 5.3.1 除硝酸盐各影响因素正交分析
• 5.3.2 NaCl 的影响
• 5.3.3 电流影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢