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再生水是指污水经过处理以后,再经适当的再生工艺处理,使其具有一定使用功能的水。在我国水资源日益短缺的情况下,再生水已成为重要水源,其中作为景观水体的补水是主要用途之一。根据国家标准(GB/T18921-2002),再生水水质的总磷小于0.5 mg/L时,即可满足景观环境用水的水质要求。但是,以达标的再生水作为景观用水的水源时,仍然存在严重的富营养化问题。因此,研究再生水生产工艺中的除磷方法,降低再生水总磷的浓度,对控制再生水回用景观水体时的富营养化问题具有十分重要的现实意义。 粘土矿物吸附法和混凝剂混凝法可以去除水中的磷,但这两种除磷方法应用在传统再生水生产工艺中的研究较少,将两种方法联合应用的研究更少。论文采用蛭石、膨润土和凹凸棒石三种粘土矿物,并结合使用氯化亚铁、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)三种混凝剂,对经过氧化沟工艺处理的排水进行再生处理实验,以期获得较好的除磷效果。 首先,论文采用添加磷酸盐的配水作为实验用水,研究蛭石、膨润土和凹凸棒石三种粘土矿物对磷的吸附特性,找出各粘土矿物的投加量和吸附时间等影响粘土矿物吸附磷的参考值,并根据再生水处理工艺要求确定这些因素的实验值。在此基础上,再分别投加氯化亚铁、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)三种混凝剂,确定混凝剂种类、投加量、快速搅拌时间和慢速搅拌时间等影响除磷效果的实验值。 然后,论文采用郑州市某污水处理厂(氧化沟工艺)的出水作为实验用水,通过正交试验,对影响粘土矿物吸附和混凝剂混凝除磷的各因素的参数进行优化,并对各影响因素的重要性进行主次排序。实验结果表明,主要因素是粘土矿物的种类和投加量,混凝剂的种类和投加量。其中,粘土矿物种类的影响最大,其次是混凝剂种类,再次为粘土矿物的投加量,最后是混凝剂的投加量。而快速搅拌速度和慢速搅拌速度对除磷的效果影响不大。 最后,论文采用影响除磷的主要因素及其优化后的实验值再次设计正交试验,对污水处理厂的排水进行处理实验。实验结果表明,膨润土投加量为1g/L,混凝剂聚合硫酸铁(PFS)添加量为15mg/L,先快速搅拌(300r/min)持续1min,后慢速转速(80r/min)持续60min,总磷的去除率可达到92.1%,水中剩余总磷浓度为0.016mg/L;并且水的浊度值能够达到0.1NTU。 论文的研究结果表明,在再生水处理工艺中采用粘土矿物吸附和混凝剂混凝联合进行除磷处理,可以有效地去除水中的磷酸盐,降低再生水中总磷的浓度值,最低可以达到0.016mg/L;影响除磷效果的主要因素依次是,粘土矿物的种类、混凝剂的种类、粘土矿物的投加量、混凝剂的投加量;在实验所用的三种粘土矿物和三种混凝剂中,膨润土和聚合硫酸铁(PFS)除磷的效果最好。