發(fā)布時(shí)間：2020-05-27 14:43

【摘要】：磷是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素。近年來,蘑菇湖水體中的含磷量嚴(yán)重超標(biāo),隨著含磷污水不斷進(jìn)入水庫,超過了水體自凈能力,水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化。本研究以蘑菇湖水庫為主要研究對(duì)象,探究蘑菇湖水庫污染現(xiàn)狀及電化學(xué)法除磷效果,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的沉淀物探究電化學(xué)除磷回收磷酸銨鎂(俗稱鳥糞石)的最優(yōu)水平。于2017年7月-2017年11月進(jìn)行實(shí)地采樣調(diào)查,并對(duì)檢測(cè)值進(jìn)行分析,結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)蘑菇湖水進(jìn)行評(píng)價(jià)。在實(shí)驗(yàn)室采用模擬蘑菇湖水進(jìn)行電化學(xué)除磷的效果實(shí)驗(yàn),探究電流密度、初始pH和電極板材料對(duì)電化學(xué)除磷效果的影響。設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),探究電化學(xué)除磷回收鳥糞石的最優(yōu)水平。采用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)機(jī)理及沉淀物分析,并將實(shí)驗(yàn)所得的最優(yōu)條件進(jìn)行實(shí)際水庫水除磷實(shí)驗(yàn)。主要得出以下結(jié)論:(1)蘑菇湖水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示:2012-2016年度豐水期蘑菇湖水體綜合污染指數(shù)大于2.0,屬于嚴(yán)重污染;2013-2014年度蘑菇湖水體為輕度富營(yíng)養(yǎng)化;2016年度蘑菇湖水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)大于70,為重度富營(yíng)養(yǎng)化。(2)在低濃度磷去除實(shí)驗(yàn)中,鋁極板和鎂極板更適合應(yīng)用于中性和弱堿性水體;鐵電極對(duì)水體pH值適應(yīng)范圍大,在pH=3時(shí),鐵極板對(duì)磷的去除率比鋁極板和鎂極板均高出11%。在電流密度為10 mA/cm~2的條件下電解30 min,三種陽極板對(duì)磷的去除率均為90%以上,但鎂極板除磷率分別高于鋁極板和鐵極板4.7%和2.7%,并在電解時(shí)間為20 min內(nèi),鎂極板對(duì)磷的去除率達(dá)到94.8%。(3)在高濃度磷污染物去除實(shí)驗(yàn)中,鋁極板在酸性條件下的除磷效率低于中性和弱堿性水體;鎂極板電解至30 min后,在pH=3、pH=7、pH=9的含磷水體中均能達(dá)到90%以上的去除率。在pH=3條件下,鐵極板對(duì)磷的去除率比鋁極板高6%。當(dāng)電流密度為15 mA/cm~2時(shí),三種極板對(duì)磷的去除率均能達(dá)到95%以上,但是電解30 min內(nèi),鎂極板對(duì)磷的去除效果明顯高于鋁極板和鐵極板。(4)三種極板除磷機(jī)理主要通過電絮凝作用,但在鎂電極去除高濃度磷過程中,主要是電化學(xué)沉淀作用。電化學(xué)沉淀過程中產(chǎn)生了大量的鳥糞石沉淀,達(dá)到了回收磷的目的。(5)采用鎂極板電化學(xué)除磷回收鳥糞石,結(jié)果表明:在電壓為7 V,初始pH為8的條件下電解120 min能夠得到鳥糞石純度最優(yōu)水平;同時(shí)在電壓為7 V,初始pH為8的條件下電解180 min得到了最佳的磷去除率。(6)采用鎂電極進(jìn)行蘑菇湖實(shí)際水實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電解30min后,對(duì)磷污染物去除率達(dá)90%以上,并符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

蘑菇湖采樣圖
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X524

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683686