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曝气量及电解质加入量对电解除磷,气量,电解质,加入,对于,电解,除了
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题目：曝气量及电解质加入量对电解除磷系统的影响01 设计（论文）进展状况近几年来，我国的水体富营养化日趋严重，而水体中的总磷浓度是水体富营养化的一个重要因素。减少废水中总磷含量的排放对水体富营养化的防治具有重要意义。电解法由于占地少、操作简单、污水处理能力高等优点，使其渐渐地引起人们的注意。然而，在电解除磷过程中曝气量的大小是影响其效率的一个重要因素。因此，针对含磷废水的处理，本课题着重研究电解除磷过程中曝气量、电解质加入量对电解除磷效率的影响。目前已完成曝气量对除磷效率的影响实验。实验中，电解槽中溶液总体积为 1000 ml。采用大小为 88cm 的铝片分别为阴阳极，固定极板间距为 10cm，调节溶液初始 pH 为 7，向溶液中加入 6 g NaCl(电解质)。电解时，恒定电解电流为 0.5A。电解开始后，用气泵向初始总磷值为 12 mg/L 的溶液中鼓入空气，控制气流量分别为 0 L/min 、0.7 L/min 、1.2 L/min 、1.7 L/min 、2.2 L/min、2.7 L/min 、3.2 L/min 进行实验， ，测定溶液总磷含量的变化。实验数据见表 1。（1）不加曝气时，溶液总磷随电解时间的变化见表 1。表1 不加曝气时，总磷随电解时间变化 电解时间（min） 0 5 10 15 20 25 30 35溶液中的总磷（mg/L） 11.9 6.6 4.0 2.4 1.4 0.8 0.5 0.2从表 1 中的数据可以看出：当初始总磷值为 11.9 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。当电解时间达到在 35 min 时，溶液总磷值减小至 0.2 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5 ） 。（2）在曝气量为 0.7 L/min 时，溶液总磷随电解时间的变化见表 2。表2 在曝气量为 0.7 L/min时，总磷随电解时间变化电解时间（min） 0 5 10 15 20 25 30 35溶液中的总磷（mg/L） 11.8 4.6 1.8 1.1 0.0从表 2 中的数据可以看出：当初始总磷值为 11.8mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。当电解时间约为 20 min 时，溶液总磷值达到 0.0 mg/L。此时，溶液总磷符合国家排放一级标准中的 a 标准（P0.5） 。（3）在曝气量为 1.2 L/min 时，溶液总磷随电解时间的变化见表 3。1表3 在曝气量为 1.2 L/min时，总磷随电解时间变化 电解时间（ min） 0 2 4 6 8 10 12 14溶液中的总磷（ mg/L） 12.7 4.7 2.7 1.5 0.8 0.1从表 3 中的数据可以看出：当初始总磷值为 12.7 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。电解时间约为 10 min 时，溶液总磷值达到 0.1 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5） 。（4）在曝气量为1.7 L/min时，溶液总磷随电解时间的变化见表4。表4 在曝气量为 1.7 L/min时，总磷随电解时间变化 电解时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 14溶液中的总磷（mg/L） 12.9 6.5 3.9 2.1 1.7 0.6 0.3 0.1从表 4 中的数据可以看出：当初始总磷值为 12.9 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。电解时间约为 14 min 时，溶液总磷值达到 0.1 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5） 。（5）在曝气量为2.2 L/min时，溶液总磷随电解时间的变化见表5。表5 在曝气量为 2.2 L/min时，总磷随电解时间变化 电解时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 14溶液中的总磷（mg/L） 12.5 7.0 3.6 1.6 1.2 0.7 0.4 0.1从表 5 中的数据可以看出：当初始总磷值为 12.5 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。电解时间约为 14 min 时，溶液总磷值达到 0.1 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5） 。（6）在曝气量为2.7 L/min时，溶液总磷随电解时间的变化见表6。表6 在曝气量为 2.7 L/min时，总磷随电解时间变化电解时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 14溶液中的总磷（mg/L） 12.2 6.3 3.6 2.0 1.5 0.8 0.3 0.1从表 6 中的数据可以看出：当初始总磷值为 12.2 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。电解时间约为 14 min 时，溶液总磷2值达到 0.1 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5） 。（7）在曝气量为3.2 L/min时，溶液总磷随电解时间的变化见表7。表7 在曝气量为 3.2 L/min时，随时间的不同的总磷值变化电解时间（ min） 0 2 4 6 8 10 12 14溶液中的总磷（ mg/L） 12.7 6.8 3.5 2.2 1.0 0.2从表 7 中的数据可以看出：当初始总磷值为 12.7 mg/L 时，随着时间的不断增加，电解槽中溶液的总磷值逐渐减小。电解时间约为 10 min 时，溶液总磷值达到 0.2 mg/L。此时，溶液总磷符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准中的 a 标准（P0.5） 。以时间为横坐标，磷含量为纵坐标将表 17 的数据整理并作图，得到在不同曝气量下，溶液总磷情况对比（见图 1） 。05101520253035402468101214 含磷量(mg/L) 时 间 (min)未 曝 气 曝 气 量 0.7 L/min 曝 气 量 1.2 /i曝 气 量 .7 L/in曝 气 量 2. /mi 曝 气 量 .7 L/in曝 气 量 3.2 /i图 1 曝气量对除磷效率的影响 从图中数据可以看出：不加曝气时，电解 35 分钟后，溶液总磷值降为0.2mg/L。加入曝气后，电解时间大大缩短。当曝气量为 0.7 L/min 时，只需20min，溶液总磷值就降为 0 mg/L 。继续增加曝气量至 1.2 L/min 时，只需 10 min，溶液总磷值就降为 0.1 mg/L，随着曝气量的增加，溶液总磷值就降到 0.5以下，随着曝气量的增加，溶液总磷值降到 0.5（符合城镇污水处理厂污染物3排放标准 （GB18918-2002）一级标准中的 a 标准以下）需要的时间均在 10 分钟左右。此项研究结果表明：增加曝气与未曝气的情况相比，磷去除率有了显著提高。这主要有 2 个原因：一是曝气条件下，阳极溶出的 Al3+很快与 PO4 3-形成沉淀物 AlPO4。二是曝气使反应体系处于强烈湍流状态，导致离子间的碰撞几率增大，有利于提高除磷速度，减少反应时间。因此，曝气量宜控制在 1.21.7 L/min 之间，具体可根据实际废水处理时的曝气效率和运行成本进行适当调整。2 存在的问题及解决措施（1） 初次接触实验时，实验所用的电解质为 3g 的 NaCl，但在实验中发现，溶液的导电性很差，为此，对实验进行了改进，即，增加电解质的量（6g左右） ；（2） 初次接触实验时，实验所用的溶液为总磷浓度在 5 mg/L 左右的KH2PO4 溶液，但在实验过程中发现除磷时间非常短，不利于研究其除磷效率，为此，对实验进行了改进。即，增加溶液总磷浓度（12mg/L 左右） ；（3） 在实验过程中发现，搅拌的速率对除磷效率有一定影响，但经多次实验的研究发现搅拌速率对除磷的效率影响不大；3 后期还将进行以下工作：（1）研究曝气量对溶液电导率及电压的影响；具体方案为：在前面的实验条件下，分别向溶液中通入 0 L/min 0.7 L/min 1.2 L/min 1.7 L/min 2.2 L/min 2.7 L/min 3.2 L/min 不同的曝气量，电解开始后，记录溶液电导率及电压的变化情况，此套方案预计第 9-10 周内完成；（2）研究 NaCl 加入量对电解过程的影响；具体方案为：在前面的实验条件下，将曝气量设
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