高铁酸钾深度处理生活污水的氧化絮凝特性研究

摘要

水资源水质性短缺是制约社会和经济发展的关键因素，污水资源化是解决水资源短缺的有效手段。高铁酸钾作为一种铁盐广泛存在于自然中，集氧化、絮凝、除臭、杀菌、除藻等作用于一身，是一种多功能的水处理剂，具有很大的发展潜力。
　　论文利用高铁酸钾的氧化和絮凝特性，研究其深度处理生活污水的影响因素、作用机理，并进一步研究了高铁酸钾深度处理污水厂二级出水的效果。研究主要包括以下内容:
　　(1)对高铁酸钾的性质进行了研究，探讨了高铁酸钾在水溶液中稳定性的影响因素。结果表明，当pH介于8～10.2之间，高铁酸钾较稳定。高铁酸钾投加量为10 mg/L时的自分解速率比40 mg/L时低，说明高铁酸钾投加量越小其越稳定。随着时间的增加，高铁酸钾的剩余浓度越来越小，当溶解时间为200 s以后，高铁酸钾的剩余浓度基本不变。
　　(2)研究了pH、高铁酸钾投加量、氧化时间等因素对高铁酸钾氧化特性的影响。结果表明，在高铁酸钾投加量、时间一定的条件下，污染物在碱性环境中的去除效果较好，当pH为10.31时，COD、TOC去除率分别达到10.63％、10.44％;在pH、时间一定的条件下，随着高铁酸钾投加量的增加，污染物的去除率逐渐增大，当高铁酸钾投加量增加到40 mg/L时，污染物的去除效果基本不再发生变化，COD、TOC去除率分别基本维持在20.56％、19.66％左右;在高铁酸钾投加量、pH一定的条件下，当时间为25 min后，污染物的去除率基本不变，COD、TOC去除率分别基本维持在21.5％、19.81％左右。总的来说，在氧化阶段，高铁酸钾对有机物的去除效果较好，对磷和悬浮物的去除效果不明显。
　　(3)研究了pH、高铁酸钾投加量、絮凝反应时间对高铁酸钾絮凝特性的影响。结果表明，在高铁酸钾投加量、时间一定的条件下，当pH为6.93时，COD、TOC去除率分别达到8.67％、8.07％，此时对有机物的去除效果较好，当pH为3.28时，TP、SS去除率分别达到30.01％、28.23％，此时对磷和悬浮物的去除效果较好;在pH、时间一定的条件下，当高铁酸钾投加量增加到40 mg/L时，污染物的去除率不再增加，COD、TOC、TP、SS去除率基本分别维持在14.84％、12.76％、34.38％、43.75％左右;在高铁酸钾投加量、pH一定的条件下，当时间为30 min后，污染物的去除率基本不变，COD、TOC、TP、SS去除率分别基本维持在23.73％、22.72％、51.96％、68.75％左右。总的来说，在絮凝阶段，高铁酸钾对磷和悬浮物有较好的去除效果，能去除部分有机物。
　　(4)高铁酸钾、高锰酸钾和氯化铁对比实验表明，高铁酸钾能同时去除有机物、磷、悬浮物，说明高铁酸钾是一种兼具氧化性和絮凝性的水处理剂。
　　(5)研究了污染物的去除率随时间的变化规律。结果表明，在氧化阶段，COD、TOC去除率随时间的变化分别符合多项式y=-0.0399x2+1.8496x+1.8295，方程的相关系数R2=0.96;y=-0.0378x2+1.7008x+1.5778，R2=0.96。在絮凝阶段，TP、SS去除率随时间的变化分别符合多项式y=-0.0437x2+3.0864x+1.594，R2=0.97;y=0.5833x2-6.3452x+21.429，R2=0.98。说明拟合的公式均具有良好的线性相关性。
　　(6)研究了高铁酸钾深度处理污水厂二级出水的效果。结果表明，高铁酸钾对二级出水中的有机物、磷和悬浮物的去除效果较好，当高铁酸钾投加量为40 mg/L，氧化时间为25 min，絮凝时间为20 min时，COD、TOC、TP、SS的去除率分别达到37.45％、36.48％、23.86％、40％，说明高铁酸钾能有效去除污水厂二级出水中的有机物、磷和悬浮物等污染物。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 我国水资源现状

1．1．2 污水深度处理技术研究现状

1．2 高铁酸钾对污水处理的研究

1．2．1 高铁酸钾的性质

1．2．2 高铁酸钾在污水处理中的应用

1．3 研究意义及内容

1．3．1 研究意义及目的

1．3．2 研究内容

第2章 实验材料和方法

2．1 实验仪器和试剂

2．2 实验方法

2．2．1 实验方案

2．2．2 分析方法

2．3 高铁酸钾稳定性实验

2．4 本章小结

第3章 高铁酸钾深度处理生活污水的特性研究

3．1 高铁酸钾的氧化特性研究

3．1．1 pH对污染物去除效果的影响

3．1．2 高铁酸钾投加量对污染物去除效果的影响

3．1．3 氧化时间对污染物去除效果的影响

3．1．4 有机物浓度对污染物去除效果的影响

3．1．5 磷浓度对污染物去除效果的影响

3．2 高铁酸钾的絮凝特性研究

3．2．1 pH对污染物去除效果的影响

3．2．2 高铁酸钾投加量对污染物去除效果的影响

3．2．3 絮凝时间对污染物去除效果的影响

3．3 高铁酸钾对污染物去除机理研究

3．4 本章小结

第4章 高铁酸钾深度处理城市污水厂二级出水的效果研究

4．1 实验方案

4．2 实验结果与分析

4．2．1 高铁酸钾对有机物的去除效果

4．2．2 高铁酸钾对磷的去除效果

4．2．3 高铁酸钾对悬浮物的去除效果

4．3 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果