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水体富营养化问题是当今世界面临的最主要的水污染问题之一。随着现代化城市和工业的不断发展,水体富营养化日趋严重,已成为制约我国国民经济和社会发展的主要因素。有关资料表明,磷是导致水体富营养化的决定因素。本课题针对城市污水处理厂出水磷含量偏高及富营养化水体磷难处理的现状,从国外引进一种新型水体除磷剂,使其产品国产化生产的同时,能够在国内的污水除磷领域快速推广应用。 本课题来源于某公司引进澳大利亚环境保护新技术项目,为昆明市滇池管理局资助项目。研究主要内容包括三个部分:①新型水体除磷剂的除磷性能及应用基础研究;②滇池水体除磷的扩大试验研究;③锁磷剂PHOSLOCK除磷机理探讨。 PHOSLOCK除磷性能及应用基础研究表明,国产化锁磷剂具有较强的除磷能力,除磷效率可达96.1%,饱和吸附除磷量约为116.28mg/g。与常规的除磷药剂相比,除磷净化效果优势明显,在某些除磷场合可以用锁磷剂替代它们。通过对城市生活污水和河道污水进行实验,锁磷剂对污水磷的浓度适用范围广,受水体的初始条件影响小,而且除磷速率高,一般在5分中内反应能达到平衡。处理城市污水时锁磷剂适宜投加量经为60mL2%、河道污水相对复杂,适宜投加量约为80mL3%。 滇池水体除磷的扩大试验研究表明,PHOSLOC能够通过截断藻类的磷营养,达到滇池水体除藻的目的,最后总磷浓度已低于0.2mg/L,达到地表水质Ⅳ类水质标准,粗略计算药剂费用约0.45元/M2(水深≤1.5时,仅按水面积计算)。 动力学模型应用研究表明,锁磷剂吸附除磷能很好的拟合朗缪尔和Freundlich等温吸附曲线,曲线方程分别为:C3/q3=0.0086C3+0.0131、lgqe=0.538lgCe+1.3754,相关系数分为:R=0.910、R=0.982。说明锁磷剂吸附除磷以单层吸附为主,吸附动力学方程为:q=9.84011×t0.0213(t<80min);q=10.862(t≥80min)。 与同类研究相比,本课题研究主要有三个方面的创新点:①应用国外先进技术生产的国产化PHOSLOCK进行城市污水、河道污水处理,PHOSLOCK具有良好的除磷净化效果,除磷性能优于常规的混凝剂;②首次将工业除磷产品PHOSLOCK应用于滇池水体除磷,取得了良好的除磷净化效果;③在除磷机理上,通过实验和理论分析,证明了PHOSLOCK的除磷过程机理属单分子层吸附过程,并求出了PHOSLOCK除磷的反应动力学方程。