pac-生物联合絮凝除磷效能及机理分析

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheEfficiencyandMechanismAnalysisofPhosphorusRemovalbyPolyaluminiumChloride-ActivatedSludgeCo-flocculationProcessCandidate:ZhouChangboMajor:ArchitectureandCivilEng

2、ineeringSupervisor:Prof.ZhangBeipingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

3、：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着社会经济的发展，我国不断加剧的水环

4、境污染现状对污水处理提出了更高的要求。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）及其2006年修订版的颁布，使我国大部分城镇污水处理厂均面临升级改造问题。工程实践和研究表明，连续流一体化间歇曝气生物反应器CIBR（Continuous-flowIntergratedBiologicalReactor）在有机物去除和脱氮除磷上能达一级A标准，但除磷效果不稳定。针对CIBR的特殊结构，采用投加化学药剂进行化学生物絮凝除磷最为简单和经济。目前，国内外学者关于化学生物絮凝除磷多停留于实验现象分析

5、，对机理的分析鲜有涉及。论文基于CIBR研究了PAC-生物联合絮凝除磷所需的水力条件和影响因素；通过分析磷特征曲线探讨了CIBRPAC-生物联合絮凝除磷效能，并建立了磷升级改造理论投药量求解模型；结合PAC性质和污泥性质初步探讨了PAC-生物联合絮凝除磷机理。主要的研究成果如下：（1）PAC-生物联合絮凝除磷是一个快速反应过程，污泥的存在起重要作用，絮凝最佳剪切力范围为30-100rpm。絮凝除磷最佳水力条件为：快搅阶段，400rpm，15s；中搅阶段，100rpm，3min；慢搅阶段，40rpm，7mi

6、n。污水二级处理过程中，PAC-生物联合絮凝除磷效率主要取决于初始TP浓度，受污泥浓度、pH和温度影响较小。但是，PAC优先和污泥快速结合可提高除磷效率。（2）CIBR反应器的沉淀区是一种介于完全推流和完全混合之间的复杂形态，三相分离器对出水磷浓度无影响，出水稳定达一级A的前提条件是反应器周期运行的磷平均含量达一级A。DO/ORP/pH在线控制参数变化规律能够很好表征CIBR脱氮除磷过程。CIBR厌氧末前后15min进行PAC-生物联合絮凝除磷最为经济有效，最佳投药量可根据论文中建立的数学模型进行计算。3

7、-（3）PAC-生物联合絮凝除磷中，PO4-P的去除主要是通过与Alb反应，而与3-Ala和Alc关系不大。PAC与PO4反应可形成稳定和不稳定两种络合物，部分不稳定络合物可被活性污泥通过吸附或网捕卷扫等物理作用去除。Alb和Alc对污泥絮凝起重要作用。Alb与污泥结合能够降低污泥表面电荷密度，而Alc会增大污泥表面电荷密度。（4）化学生物联合絮凝除磷优于化学絮凝除磷。PAC优先与污泥絮体相结合会使更多的聚合铝进入絮体内部，可提高絮体生物絮凝除磷效果。其除磷机理是与絮I华中科技大学硕士学位论文3-体结合的

8、PAC和活性污泥与PO4-P共同反应的结果。活性污泥表面电荷密度和物3-理形态对生物絮凝除磷能力的提高起到重要作用。表面电荷降低有利于PO4去除，但和与絮体结合的金属种类有关。关键词：聚合氯化铝（PAC）PAC-生物联合絮凝除磷化学生物絮凝聚铝形态表面电荷密度II华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsocialeconomy,thewaterenvironmentofourcount