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磷化废水处理工艺优化研究

更新时间:2009-03-28

磷化处理在工业上使用非常广泛,已成为涂装前处理工艺中不可缺少的一个重要环节。磷化处理包括碱洗除油、酸洗除锈、磷化和钝化处理。在这一系列磷化过程中,产生了大量废水,其中磷酸盐含量常常超标严重。[1]

目前,处理含磷废水的主要方法有生物法、物理化学法和化学沉淀法。[2]生物法工艺复杂,运行稳定性差,通常磷的去除率只有30%~40%。物理化学法主要有吸附法和电化学法,但物理化学法对于高浓度含磷废水的处理效果不明显,费用高,不易于管理。化学沉淀法除磷具有高效性、成本低及运行稳定等特点,是目前处理高浓度含磷废水最为有效的方法。[3-5]

本研究结果提示,应用利培酮对精神分裂进行治疗,能有效改善患者精神症状,且不良反应轻,但可导致患者血脂异常及泌乳素水平上升。因此,在应用利培酮对精神分裂症患者进行治疗的过程中,需针对患者血脂和泌乳素实施定期的监测,加强相关危险因素方面的评估。

针对汽车磷化废水的水质,常用的除磷工艺有间断型化学沉淀工艺、气浮过滤工艺、隔油-二级混凝工艺、沉淀-气浮工艺。国内汽车企业普遍采用的是间断型化学工艺,这种工艺简单、占地面积小、运行成本低。除磷的沉淀剂主要有钙盐、铁盐和铝盐三大类。但由于采用单一沉淀剂处理高浓度含磷废水的除磷效率不高,所以本文研究用氢氧化钙、聚丙烯酰胺与聚合氯化铝复合处理磷化废水时,投加量、pH 值、搅拌时间、沉淀时间对除磷效果的影响进行了分析和试验研究,采用正交试验选取最优除磷工艺条件,为处理磷化废水的工程应用提供可参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验仪器与试剂

仪器:721分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);XJ-Ⅲ消解装置(广东省医疗器械厂);HJ-5多功能搅拌器(深圳天南海北实业有限公司);FAZ104型电子天平(上海良平仪器仪表有限公司);pH 3C酸度计(上海虹益仪器仪表有限公司)。

试剂:钼酸铵、过硫酸钾、氢氧化钠、硫酸、抗坏血酸、酒石酸锑钾、聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)为分析纯,氢氧化钙为工业纯。

取7组100ml磷化废水,采用氢氧化钠调节pH为11.00,投加300mg/LCa(OH)2,分别投加0mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L的PAM,搅拌5min,静置沉降30min后,取上清液测定TP,见图4。

废水:试验废水取自安徽省合肥市某知名汽车股份有限公司磷化车间的磷化废水,其水质主要指标如表1。

由图2可见,随着Ca(OH)2投加量的增加,总磷的浓度也逐渐降低,当投加量增加到300mg/L时,总磷去除率达到86.78%。继续增加投加量,对总磷的去除效果不明显且污泥沉淀量明显增多。分析认为,加入适量的Ca2+有利于反应,但加入过多会额外生产碳酸钙沉淀,不仅增加药剂费用,而且会使污泥产量成倍增加。因此,Ca(OH)2的最佳投加量为300mg/L。

 

表1 汽车磷化废水原水水质

  

CODmg/L总磷mg/LpHSS镍/mg/L36259.67.651982.3

1.2 试验方法

当时大陆早已有了方便面,但绝大多数都是袋装,并且只有面饼和调料粉包。更多的时候,消费者习惯于将这样的方便面作为零食干吃。在绿皮火车上了解到许多乘客渴望能“吃一口热饭”的魏应州,在脑海中立刻闪现出一个主意:“为什么我不做一款碗装的方便面呢?”就这样,魏应州立刻来到天津投资办厂。1992年,第一碗康师傅方便面正式诞生。

安徽省合肥市某知名汽车股份有限公司采用间断型化学沉淀工艺除磷,其工艺流程如图1所示。

5.缺少必要的家庭辅导。教师布置的课外作业缺乏父母亲的监督或有效辅导,要么没完成要么完成的质量打折扣,长此以往,问题越积越多,学生思想行为均出现偏差,难以接受教师的教育。

  

图1 间断型化学沉淀工艺流程

由图5可见,总磷去除率随PAC投加量的增加而不断增大,当用量大于700mg/L除磷效果有所下降,最大去除率为99.23%。根据吸附电中和作用机理,这是由于PAC过量会使胶粒表面带正电,使PAC与胶粒失去了电中和作用,造成胶体颗粒再稳定现象。因此确定PAC的最佳投加量为700mg/L。

1.2.1 废水处理流程

首先进行单因素实验,每个因素测定次数n=3,相对标准偏差为0.01,然后根据单因素试验结果,采用正交试验确定除磷的最佳组合。从单因素试验可以看出对除磷效果影响的因素有Ca(OH)2、PAM及PAC投加量、pH、搅拌时间和沉淀时间。为探讨除磷工艺最优技术参数,安排6因素5水平的正交实验,见表2。

 

表2 因素水平设计

  

水平试验ABCDEFCa(OH)2投加量/(mg/L)废水pHPAM投加量/(mg/L)PAC投加量/(mg/L)搅拌时间/min沉淀时间/min115081500125220092600330325010370054043001148007455350125900940

1.2.2 分析方法

废水中总磷的测定用钼酸铵分光光度法(GB-11893—89)。

2 结果与讨论

2.1 Ca(OH)2投加量对除磷效果的影响

取6组100ml磷化废水,采用氢氧化钠将pH调节至9,分别投加100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L的Ca(OH)2,搅拌5min,静置沉降30min后,取上清液测定TP,结果见图2。

1)因大数据时代城乡规划学走向计量化中涉及的数据是开放的,可能会使政府在城乡规划决策制定及实施方面受到一定的影响,从而影响城乡规划学走向计量化工作的落实效果;

我们方法的另一个优势是通过使用归一化质点滤波,可以有效地规避传统网格搜索中所需要的复杂计算。尽管如模型一节所述仍然需要先验分布,但这种分布可以根据历史记录得到。另外,也可以用初步的测量结果来选取合适的先验分布,从而得到更好的性能(Liu et al,2011)。但是这个方法也存在一些不足的地方,例如算法对先验分布的选择、质点的数目、以及Anoise、σnoise、σP和σS等的取值都非常敏感。尽管这些值可以进行实时调整,但是却需要大量的经验研究和对历史记录的分析。结果一节所述的一些慢收敛速度和高方差结果也可能是这些参数的次优选择造成的。

2.2 pH对除磷效果的影响

取6组100ml磷化废水,投加300mg/L Ca(OH)2,利用硫酸和氢氧化钠分别将pH调节至7.00、8.00、9.00、10.00、11.00、12.00,搅拌5min,静置沉降30min后,取上清液测定TP,结果见图3。

 

图2 Ca(OH)2投加量对总磷去除效果的影响

图3 pH对总磷去除效果的影响

由图3可见,当废水pH调节到7.00~11.00时,总磷去除率随废水pH的升高而降低,在pH为11.00时,去除率达到93.21%,大于11.00时开始下降。主要原因是Ca(OH)2除磷时,对不溶解的磷酸钙形成主要作用是OH-,随着pH值的升高,磷酸钙的溶解性降低,对总磷的去除率较高,由此推断最佳pH为11.00。

2.3 PAM投加量对除磷效果的影响

《金粉世家》里的重要角色冷清秋,这是作者张恨水别具匠心安排的一个核心人物,作者让冷清秋走进金府,去见证金府内部一切的腐败与衰落。冷清秋进金府就像《红楼梦》里的林黛玉进贾府一样,而与林黛玉不同的是冷清秋实现了自己的爱情,但最终没有将爱情进行到底,以一个避世者的姿态离开了金府。

由图4可见,总磷去除率并不是一直随着PAM投加量的增加而下降的,当PAM投加量达到1mg/L时,总磷去除率最高,到93.45%,但随着PAM继续投加,总磷去除率却开始下降。这是因为PAM作为高分子有机絮凝剂,投加量在一定范围内,它能通过吸附架桥作用使水体中的胶粒形成比较大的絮团,并且加快了胶粒的沉降速度。但投加量过多时,又使胶粒重新稳定,絮团变小,影响沉降。所以,PAM最佳投加量为1mg/L。

2.4 PAC投加量对除磷效果的影响

取8组100ml磷化废水,采用氢氧化钠调节pH为11.00,投加300mg/L Ca(OH)2,1mg/LPAM,再分别投加100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L、700mg/L、800mg/L的PAC,搅拌5min,静置沉降30min后,取上清液测定TP,见图5。

 

图4 PAM投加量对总磷去除效果的影响

图5 PAC投加量对总磷去除效果的影响

在图1的间断性化学沉淀工艺除磷的基础上,试验选用Ca(OH)2、PAM与PAC复合处理磷化废水。磷化废水先调节pH后,通过投加药剂再经过搅拌,沉淀一段时间后取上清液测定总磷。

2.5 搅拌时间对除磷的影响

取6组100ml磷化废水,采用氢氧化钠调节pH为11.00,投加300mg/LCa(OH)2,1mg/L PAM,700mg/LPAC,分别搅拌1min、3min、5min、7min、9min、11min后,静置沉降30min后,取其上清液测定TP,见图6。

由图6可见,搅拌时间对总磷的去除效果有影响,但影响不大,去除率相差2%左右。在搅拌3min时总磷去除率最高,达到99.56%。考虑到实际运行,搅拌时间选用3min最适宜。

2.6 沉淀时间对除磷的影响

取6组100ml磷化废水,采用氢氧化钠调节pH为11.00,投加300mg/LCa(OH)2,700mg/L PAC,加入1mg/L PAM,搅拌3min后,分别静置沉降15min、20min、25min、30min、40min、45min 后,取其上清液测定TP,见图7。

 

图6 搅拌时间对总磷去除效果的影响

图7 沉淀时间对总磷去除效果的影响

实施岗位管理包括进行系统的岗位调查、岗位信息的采集、岗位分析等。医院人事处处长王慧卿介绍,北医三院联合中国人民大学劳动人事学院于2013年5月至2014年9月启动全院员工岗位分析项目,通过访谈法、问卷调查法、资料回顾法等对全院93个科室进行岗位分析,完成“部门职责说明书、核心岗位架构图、核心岗位说明书”的编写,形成了医院人力资源管理的基础性文件和可持续应用工具。在岗位说明书中,结构化定义了岗位的基本信息、工作描述、在组织中的位置等要素内容。

2.7 正交试验结论

通过单因素试验,选出适宜的Ca(OH)2、PAC、PAM投加量、pH、搅拌时间和沉淀时间进行正交试验,结论见表3、表4。

 

表3 正交实验结果

  

实验序号因素水平ABCDEF总磷浓度mg/L11111117.9821222226.6531333333.8541444443.8951555554.3262123456.2572234514.7882345122.9892451233.72102512343.42113135244.05123241353.86133352411.96143413521.21153524130.75164142534.79174253143.15184314251.12194425310.52204531431.51215154324.02225215432.68235321541.98245432151.55255543210.98k15.335.423.283.813.283.24k24.234.223.233.673.302.97k32.372.383.153.103.133.46k42.222.183.302.913.263.30k52.242.192.432.913.413.42R3.123.240.290.900.280.49

由表3正交试验结果分析可得,各因素对磷去除率的影响顺序依次为B>A>D>F>C>E,即pH >Ca(OH)2投加量>沉淀时间> PAC投加量>PAM投加量>搅拌时间,从k值得到最佳水平组合为A4B4C3D3E3F2 。从单因素实验可知,PAM投加量在1mg/L之后对总磷去除率变化不大,以药剂成本考虑,PAM的最佳投加量可以选择1mg/L。因此得到最佳除磷工艺条件为:氢氧化钙投加量为300mg/L、pH11.00、PAM投加量为1mg/L、PAC投加量为700mg/L,搅拌时间5min、沉淀时间30min。

由图7可见,在沉淀30min内,总磷去除率上升较快,30min后随着沉淀时间的延长,总磷去除率趋于平稳,说明在30min时,沉淀絮体已经沉淀完成。因此,沉淀30min为最佳时间,总磷去除率为99.76%。

 

表4 正交试验方差分析

  

因素偏差平方和自由度F比F临界值显著性A40.8942.7842.78显著B43.3342.7952.78显著C0.2240.0152.78D3.7340.252.78E0.2040.012.78F3.240.052.78

注:F(0.05)=2.78

由表4方差分析可知Ca(OH)2投加量和废水pH对除磷效果有显著影响,PAM投加量、PAC投加量、搅拌时间和沉淀时间影响不显著。

按照正交试验确定Ca(OH)2、PAM与PAC复合处理磷化废水优化组合条件进行验证,验证次数为3,验证条件及结果如表5。

 

表5 验证试验条件及结果

  

验证组号Ca(OH)2投加量/(mg/L)废水pHPAM投加量/(mg/L)PAC投加量/(mg/L)搅拌时间/min沉淀时间/min总磷去除率/%130011170053099.68230011170053099.71330011170053099.69平均值99.69

三次验证试验总磷平均去除率为99.69%,相对标准偏差为0.01小于1,所以本次验证试验有效,可以确定正交试验得出结论是正确的。

由图4可知:目标船周围呈现出一小块空心的区域,这也验证了船舶领域的存在。此外,横驶船周围船舶多分布在船舶两侧,在艏艉方向分布较少,这与实际相符。直航船在航道中航行时其前后方都有较多的船舶,同时由于渡船的存在,直航船两侧船舶分布较多,同时靠近沙市一侧为下行船,靠近埠河一侧为上行方向,因此直航船在航行过程中其右侧船舶多于左侧,这与图4b)也是符合的。

3

采用Ca(OH)2、PAM与PAC复合处理处理磷化废水时,对除磷效果的影响进行单因素试验和正交试验得到以下结论:

本研究中,患者术后6个月的植骨融合率较低,其原因可能在于:(1)结核患者一般营养情况较差,体质弱;(2)患者服药依从性较差,没有按照标准抗结核治疗方案服药;(3)患者过早下地活动或手术部位不稳定;(4)少数患者开始出现结核药物耐药。拟采取以下措施予以改进:(1)嘱患者及其家属加强营养支持;(2)充分同患者交流,告知规范服药的重要性及后果;(3)嘱患者尽量卧床休息,减少术区的过度活动,进一步加强术区手术固定的牢固程度;(4)及时发现、更换敏感抗结核药物。在今后的研究中,将围绕以上因素进行深入分析,充分明确影响胸腰椎结核手术患者早期植骨融合的危险因素,为促进胸腰椎结核手术患者的早期康复提供建议。

(1)弥补了单一使用Ca(OH)2除磷效果的不足,降低药剂的用量,除磷效果相应提高。

(2)除磷的最佳工艺条件在pH为11.00、氢氧化钙投加量为300mg/L、PAM投加量为1mg/L、PAC投加量为700mg/L、搅拌时间为5min、沉淀时间为30min,总磷去除率达到99.69%。

(3)除磷效果影响大小依次为pH >Ca(OH)2投加量>沉淀时间> PAC投加量>PAM投加量>搅拌时间。

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舒雯,厉捷,陈静怡,金力航,肖厚荣
《合肥学院学报(综合版)》2018年第02期文献

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