复合絮凝剂（pac+pam+磁粉）处理高浓度含磷废水的实验研究
该课题主要是利用复合絮凝剂(PAC+PAM+磁粉)处理高浓度含磷废水的实验研究，考察磁粉与聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)最佳的投加方案，然后通过正交实验,明确实验最佳运行参数和控制条件，使得处理效果达到最佳。通过具体实验得到如下结论（1）聚合氯化铝的最佳实验条件为投加量为300mg/L，反应时间10min，静沉时间为10min，PH值为7~8，总磷的去除率达到60.38%，浊度的去除率达到75.64%（2）聚丙烯酰胺的的最佳实验条件为投加量为4mg/L，反应时间15min，静沉时间为15min，PH值为7~8，总磷的去除率达到38.02%，浊度的去除率达到28.76%（3）聚合氯化铝和磁粉的最佳实验条件为聚合氯化铝投加量为300mg/L，磁粉投加量为0.1g，反应时间10min，静沉时间为10min，PH值为7~8，总磷的去除率达到79.02%，浊度的去除率达到85.63%（4）聚丙烯酰胺和磁粉的最佳实验条件为聚丙烯酰胺投加量为4mg/L，反应时间15min，静沉时间为15min，PH值为7~8，总磷的去除率达到45.48%，浊度的去除率达到49.12%（5）PAC+PAM+磁粉的最佳实验条件为聚合氯化铝投加量为300mg/L，聚丙烯酰胺投加量4mg/L，为磁粉投加量为0.1g，反应时间10min，静沉时间为15min，PH值为7，总磷的去除率达到92.75%，浊度的去除率达到95.78%（6）正交实验处理高浓度含磷废水的最佳实验条件是PAC投加量为300mg/L，PAM投加量为4mg/L，磁粉的投加量为0.1g，PH值为6.5，反应时间为10min，沉降时间为15min。 关键词 高浓度含磷废水，复合絮凝剂，PAC，PAM，磁粉
目录
1 绪论 1
1.1 磷的污染现状及危害 1
1.2处理方法 2
1.3复合絮凝剂简介 2
1.4磁粉的性质及应用 3
1.5课题研究内容及研究意义 3
2.实验仪器与药品 4
2.1实验主要仪器 4
2.2实验药品 5
2.3实验药品的配置 5
3复合絮凝剂处理高浓度含磷废水的研究 6
3.1实验方案 6
3.2 实 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
验步骤 6
3.3实验指标的测定 7
3.4 实验结果与分析 8
4 结论与展望 25
4.1 结论 25
4.2 展望 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 磷的污染现状及危害
1.1.1磷的来源及污染现状
对于磷元素的发现，我们要从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，炼金术风行，听说只需找到一种聪明人的石头──愚人石，便能够点石成金，让一般的铅、铁酿成珍贵的黄金。炼金术家好像疯子一样，选用稀罕古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，朝思暮想寻找点石成金的愚人石。
1669年，德国的一名商人布朗特（Brand H）在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地获得一种像洋蜡一样的物质，在昏暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的洋蜡样式的货色，虽然不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他异常兴奋。他发现这类绿火不发热，不引燃其它物质，应为一种冷光。于是，他就用“冷光”的称号命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum表达的“冷光”之意思，它的化学符号是P，它的英文名称为Phosphorus。
近年来,由于经济和社会的急速发展,致使大量的含磷城市污水和工业废水排入水体,造成水体富营养化[1]。根据权威部门统计,我国六成以上的水体均有富营养化,很多水体包括滇池、太湖、巢湖更是爆发了重大的蓝藻事件[2],造成水体失去了正常的功能,给经济的发展和人民的生活带来了严重的影响,某些专家把蓝藻爆发叫做“生态癌”,“不治之症”,由此可见,水体富营养化已经成为环境保护中有待处理的严重难题之一[3]。
1.1.2 磷的危害
磷的大量排入水体的主要危害是导致水体富营养化,激发藻类和光合水生生物的生长,使藻类出现暴发性增长,和其他水生生物抢夺溶解氧。当植物死亡腐朽时,就会呈现富营养化的状况。水体富营养化的现象打破水体原生生态系统的平衡[4]。假若水体中的光合作用导致有机物的生产速度和呼吸作用消耗的有机物相等时,藻类在水体中生长将会远远大于其消耗,致使有机物被积蓄。这样会导致细菌类微生物的繁殖,大量异养生物的食物链将会有所发展,因此水体中耗氧量会大大增加[5]。而藻类的死亡和沉淀都将会使有机物进入深层或底层水中，但是溶解氧供应却不足够,将会形成厌氧分解状态,让大量的厌氧细菌繁殖起来。这样在水体底层将会呈现呼吸消耗有机物的速度远快于光合作用生成有机物速度的腐化现象，甚至恶化水质,提高给水处理的难度和成本[6]。从而降低了水体的美学价值。
1.2处理方法
对工业排放的含磷废水，常见的处理方法包括化学沉淀法、生物法、离子交换法和吸附法等[7]。其中吸附法以其操作简单和实用有效的特点而著称[8]。
1.化学沉淀法。这种方法是利用投加化学沉淀剂和含磷废水中的磷酸盐反应产生难溶沉淀物，从而将磷分离出去，与此同时反应生成的絮凝体也对磷有着吸附去除作用[9]。该方法具有简便易行，处理效果好的优点。但是长期运行会造成pH值上升以及污泥的产生。
2.生物法。由美国的Spector发现，在好氧状态下，微生物能摄取磷，而在有机物存在的厌氧状态下微生物放出磷。而含磷废水的生物处理方法就是在这个基础上逐步建立和完善起来的[10]。目前，一般国内外通用的生物脱磷技术主要有3种：第一，往曝气贮水池中投加混凝剂脱磷；第二，使用土壤处理；第三种技术是活性污泥法，这是目前国内外运用最为广泛的一种生物脱磷技术。
3.离子交换法。这种方法是利用强碱性阴离子交换树脂，和含磷废水中的磷酸根阴离子进行交换反应，从而将磷酸根阴离子替换到交换剂上并除去的方法[11]。可是离子交换树脂的费用一般较高，使用时运行费用亦较高。
4.吸附法。20世纪80年代，多孔隙物质作为吸附剂和离子交换剂就已被使用在水的净化和控制污染方面[12]。黄巍等曾经用粉煤灰作为吸附剂，研究过含磷废水。研究证实粉煤灰中包含许多的活性氧化铝和氧化硅等，有着很强的吸附作用[13]，因此在废水处理方面具备广阔的应用前景。
5.膜分离方法。液膜分离法是一种与众不同的、与溶剂萃取相像的膜分离技术。通常液膜法是将按一定比例配制的有机溶剂与膜内试剂混合而成的乳液微滴，微滴表面会形成一层极薄的(l～10μm)液膜，膜内为内相试剂[14]。在混合柱内，乳液微滴和废水将会充分接触，而水中的金属离子会通过选择性渗透、萃取、吸附等穿过液膜，发生化学反应，从而使金属离子去除。
1.3复合絮凝剂简介
复合一词不是化学、物理学或生物学范畴的专有名词，它没有一个严格的科学定义。一般认为，将具备絮凝作用的两种或两种以上的物质通过生产、加工等程序后制成的在水处理中可以直接作为絮凝剂使用的产品就是复合型絮凝剂[15]。
复合絮凝剂是将两种或多种单组分絮凝剂利用某些化学反应，形成的大分子量的共聚复合物，这不仅克服了单一絮凝剂的不足，而且充分发挥了多种絮凝剂的协同作用，实践证明，复合絮凝剂呈现出优于单一絮凝剂的絮凝性能，有望成为新型的高效絮凝剂。
目录
1 绪论 1
1.1 磷的污染现状及危害 1
1.2处理方法 2
1.3复合絮凝剂简介 2
1.4磁粉的性质及应用 3
1.5课题研究内容及研究意义 3
2.实验仪器与药品 4
2.1实验主要仪器 4
2.2实验药品 5
2.3实验药品的配置 5
3复合絮凝剂处理高浓度含磷废水的研究 6
3.1实验方案 6
3.2 实 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
验步骤 6
3.3实验指标的测定 7
3.4 实验结果与分析 8
4 结论与展望 25
4.1 结论 25
4.2 展望 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 磷的污染现状及危害
1.1.1磷的来源及污染现状
对于磷元素的发现，我们要从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，炼金术风行，听说只需找到一种聪明人的石头──愚人石，便能够点石成金，让一般的铅、铁酿成珍贵的黄金。炼金术家好像疯子一样，选用稀罕古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，朝思暮想寻找点石成金的愚人石。
1669年，德国的一名商人布朗特（Brand H）在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地获得一种像洋蜡一样的物质，在昏暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的洋蜡样式的货色，虽然不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他异常兴奋。他发现这类绿火不发热，不引燃其它物质，应为一种冷光。于是，他就用“冷光”的称号命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum表达的“冷光”之意思，它的化学符号是P，它的英文名称为Phosphorus。
近年来,由于经济和社会的急速发展,致使大量的含磷城市污水和工业废水排入水体,造成水体富营养化[1]。根据权威部门统计,我国六成以上的水体均有富营养化,很多水体包括滇池、太湖、巢湖更是爆发了重大的蓝藻事件[2],造成水体失去了正常的功能,给经济的发展和人民的生活带来了严重的影响,某些专家把蓝藻爆发叫做“生态癌”,“不治之症”,由此可见,水体富营养化已经成为环境保护中有待处理的严重难题之一[3]。
1.1.2 磷的危害
磷的大量排入水体的主要危害是导致水体富营养化,激发藻类和光合水生生物的生长,使藻类出现暴发性增长,和其他水生生物抢夺溶解氧。当植物死亡腐朽时,就会呈现富营养化的状况。水体富营养化的现象打破水体原生生态系统的平衡[4]。假若水体中的光合作用导致有机物的生产速度和呼吸作用消耗的有机物相等时,藻类在水体中生长将会远远大于其消耗,致使有机物被积蓄。这样会导致细菌类微生物的繁殖,大量异养生物的食物链将会有所发展,因此水体中耗氧量会大大增加[5]。而藻类的死亡和沉淀都将会使有机物进入深层或底层水中，但是溶解氧供应却不足够,将会形成厌氧分解状态,让大量的厌氧细菌繁殖起来。这样在水体底层将会呈现呼吸消耗有机物的速度远快于光合作用生成有机物速度的腐化现象，甚至恶化水质,提高给水处理的难度和成本[6]。从而降低了水体的美学价值。
1.2处理方法
对工业排放的含磷废水，常见的处理方法包括化学沉淀法、生物法、离子交换法和吸附法等[7]。其中吸附法以其操作简单和实用有效的特点而著称[8]。
1.化学沉淀法。这种方法是利用投加化学沉淀剂和含磷废水中的磷酸盐反应产生难溶沉淀物，从而将磷分离出去，与此同时反应生成的絮凝体也对磷有着吸附去除作用[9]。该方法具有简便易行，处理效果好的优点。但是长期运行会造成pH值上升以及污泥的产生。
2.生物法。由美国的Spector发现，在好氧状态下，微生物能摄取磷，而在有机物存在的厌氧状态下微生物放出磷。而含磷废水的生物处理方法就是在这个基础上逐步建立和完善起来的[10]。目前，一般国内外通用的生物脱磷技术主要有3种：第一，往曝气贮水池中投加混凝剂脱磷；第二，使用土壤处理；第三种技术是活性污泥法，这是目前国内外运用最为广泛的一种生物脱磷技术。
3.离子交换法。这种方法是利用强碱性阴离子交换树脂，和含磷废水中的磷酸根阴离子进行交换反应，从而将磷酸根阴离子替换到交换剂上并除去的方法[11]。可是离子交换树脂的费用一般较高，使用时运行费用亦较高。
4.吸附法。20世纪80年代，多孔隙物质作为吸附剂和离子交换剂就已被使用在水的净化和控制污染方面[12]。黄巍等曾经用粉煤灰作为吸附剂，研究过含磷废水。研究证实粉煤灰中包含许多的活性氧化铝和氧化硅等，有着很强的吸附作用[13]，因此在废水处理方面具备广阔的应用前景。
5.膜分离方法。液膜分离法是一种与众不同的、与溶剂萃取相像的膜分离技术。通常液膜法是将按一定比例配制的有机溶剂与膜内试剂混合而成的乳液微滴，微滴表面会形成一层极薄的(l～10μm)液膜，膜内为内相试剂[14]。在混合柱内，乳液微滴和废水将会充分接触，而水中的金属离子会通过选择性渗透、萃取、吸附等穿过液膜，发生化学反应，从而使金属离子去除。
1.3复合絮凝剂简介
复合一词不是化学、物理学或生物学范畴的专有名词，它没有一个严格的科学定义。一般认为，将具备絮凝作用的两种或两种以上的物质通过生产、加工等程序后制成的在水处理中可以直接作为絮凝剂使用的产品就是复合型絮凝剂[15]。
复合絮凝剂是将两种或多种单组分絮凝剂利用某些化学反应，形成的大分子量的共聚复合物，这不仅克服了单一絮凝剂的不足，而且充分发挥了多种絮凝剂的协同作用，实践证明，复合絮凝剂呈现出优于单一絮凝剂的絮凝性能，有望成为新型的高效絮凝剂。
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