电解—吸附法对废水中氮、磷的资源化研究

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水中的氨氮和磷酸盐是具有回收价值的资源。目前,对于水中氮(N)、磷(P)资源化回收的方法不多,其中前景较好的是以鸟粪石(MAP)为沉淀产物的化学沉淀法,虽然该方法对于N、P的去除率及MAP回收率都有不错的效果,但是该方法的药品投加量过大,处理成本较高。本试验以电解水的方式代替MAP沉淀法中碱的投加,以金属镁为电解的阳极,产生镁离子(Mg2+)代替镁盐的投加,对其进行实验研究。首先,实验以N、P比为1:1,初始浓度为100mg/L的模拟废水进行电解实验,确定了电解实验的最优条件;其次,研究了N、P初始浓度为100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L的模拟废水在最优条件下的N、P去除情况;然后,针对电解处理不达标的废水进行了沸石吸附实验研究;最后,对电解产生的沉淀和标准鸟粪石进行了红外光谱的分析和对比。实验结果表明:1.电解实验的最优实验条件为:电解电压5V、电解时间160min、慢速搅拌,该条件下溶液的pH为9.8、氨氮和磷酸盐的去除率分别为79.7%、98.46%。2.在最优实验条件下,对不同初始浓度的N、P模拟废水进行电解实验,结果表明:在各个浓度下,N、P的去除率规律基本相同,氨氮的去除率都在80%左右;磷酸盐的去除率都在95%99%。3.对于电解之后水中残留的N、P浓度进行了测定,发现N、P的残留浓度(残留液氨氮、磷酸盐浓度范围分别为11.8187 mg/L、1.9826 mg/L)不能达到排放标准,且N、P的初始浓度越高,电解之后残留的N、P浓度越高。4.沸石吸附结果表明:经过沸石吸附后,水中氨氮、磷酸盐浓度范围分别为0.6818.6 mg/L、0.411.0 mg/L,且N、P的初始浓度越高,沸石的最佳投加比越高,其投加比范围为1236 g/L。5.红外光谱图显示,在NH4+的吸收峰、磷酸盐的吸收峰以及Mg2+的吸收峰,均有明显的波谷出现,证明本实验所产生的沉淀确实为鸟粪石沉淀,且均为纯度较高的鸟粪石,纯度在95.37%99.75%之间,此外,N、P的初始浓度越高,电解得到的产物越多,其产量范围为4.644.2 g。
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