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目前大量的水體富營養(yǎng)化問題頻發(fā)，主要的原因是含有過量的氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)的廢水排入地表水體造成的，其中磷對(duì)藻類的影響遠(yuǎn)大于氮。因此污水的除磷成為污水處理的重中之重，如今較為常用的污水除磷方法主要有化學(xué)除磷和生物除磷兩大類。化學(xué)除磷中多用鋁鹽、鐵鹽及石灰與磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng)，以去除水中的磷。這些方法不但成本高，而且會(huì)產(chǎn)生二次污染。而我們實(shí)驗(yàn)采用的是貝殼和硅藻土，貝殼是人們享用美食后留下的固體殘殼，如果不加以處理還會(huì)對(duì)我們的環(huán)境造成污染，用于除磷實(shí)驗(yàn)中正好可以解決固體廢物的堆積，還實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用。而硅藻土具有獨(dú)特的硅藻殼體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)吸附性、大比表面積、高孔隙度等優(yōu)良性質(zhì)，且資源豐富，價(jià)格低廉。這不但降低了成本，也解決了二次污染的問題。

實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)大組，大組另分3個(gè)小組，每小組再分4組，大組由A-L12支試管組成，第二大組另分3個(gè)小組，每個(gè)小組再分3組，第二大組由A-I9支試管組成。經(jīng)過兩大組的數(shù)據(jù)對(duì)比找出去除總磷的貝殼粉溶液和硅藻土溶液的較佳濃度及較佳去除時(shí)間。實(shí)驗(yàn)由14年9月開始進(jìn)行，到l5年4月結(jié)束，每個(gè)月的平均總磷濃度不相同，經(jīng)過數(shù)據(jù)整理，找到適合這種方法去除總磷的總磷濃度。

一、貝殼和硅藻土的簡(jiǎn)介及應(yīng)用

貝殼主要由碳酸鈣組成，大約占貝殼的95%左右，其他為少量的有機(jī)貝殼素以及微量元素鉀、鈉、鎂等。貝殼不但含有大量鈣鹽，還擁有天然多孔表面，是微生物附著的理想載體。硅藻土是一種硅質(zhì)生物沉積巖，或者說是一種硅藻遺體沉積物，其礦物成分主要是蛋白石SiO·H20及其變種。

1、材料與方法

(1）貝殼的獲取及前期處理

實(shí)驗(yàn)采用的貝殼原料是在當(dāng)?shù)睾．a(chǎn)品加工廠獲得的，將貝殼用清水清洗后，在陽光下自然干燥。將干燥的貝殼處理成1era的小塊，用不銹鋼研磨機(jī)將準(zhǔn)備好的貝殼研成粉末狀待用。原水樣取自大連開發(fā)區(qū)大開污水廠。

（2)貝殼粉溶液的配制

取濃度為36%一38%的濃鹽酸溶液1.72ml，加入到70ml的蒸餾水中，緩慢加入貝殼粉，直至飽和。

(3)硅藻土溶液的配制

取2.5g硅藻土用容量瓶配成100ml的硅藻土溶液。

2、實(shí)驗(yàn)過程

向組12支試管和第二組9支試管中分別加入100ml污水。個(gè)大組分為A、B、c、D、E、F、G、H、I、J、K、L12個(gè)小組。大組中A-D試管均加0.1ml貝殼粉溶液，E-H試管均加lml貝殼粉溶液，I-L試管均加2ml貝殼粉溶液。A、E、I試管中均不加硅藻土溶液，B、F、J試管中均加入0.1ml硅藻土溶液，C、G、K試管中均加入lml硅藻土溶液，D、H、L試管中均加入2ml硅藻土溶液。吸取NaoH溶液調(diào)節(jié)pH值為11-12，然后分別測(cè)定HRT為1h、3h、5h、7h、9h的出水TP濃度，結(jié)果如圖1-3所示。

圖1顯示沒有加入硅藻土的A組，總磷濃度降低趨勢(shì)明顯低于加硅藻土的其他組分，表明硅藻土對(duì)磷的去除有促進(jìn)作用，加入2ml硅藻土的D組總磷濃度降低較高，很明顯的看出時(shí)間越長總磷濃度越低，但是3小時(shí)之后總磷濃度的下降趨勢(shì)并不明顯，已經(jīng)趨于平穩(wěn)，所以三小時(shí)為較佳時(shí)間。

圖2顯示沒有加入硅藻土的E組總磷濃度降低趨勢(shì)明顯低于加硅藻土的其他組分，表明硅藻土對(duì)磷的去除有促進(jìn)作用，加入2ml硅藻土的H組總磷濃度降低較高，很明顯的看出時(shí)間越長總磷濃度越低，但是3小時(shí)之后總磷濃度的下降趨勢(shì)并不明顯，已經(jīng)趨于平穩(wěn)，所以三小時(shí)為較佳時(shí)間。

圖3顯示沒有加入硅藻土的I組總磷濃度降低趨勢(shì)明顯低于加硅藻土的其他組分，表明硅藻土對(duì)磷的去除有促進(jìn)作用，加入2ml硅藻土的L組總磷濃度降低較高，很明顯地看出時(shí)間越長總磷濃度越低，但是3小時(shí)之后總磷濃度的下降趨勢(shì)并不明顯，已經(jīng)趨于平穩(wěn)，所以三小時(shí)為較佳時(shí)間。

綜合三個(gè)圖來看，加人2ml貝殼粉溶液的E-H總磷降低濃度均高于A-D和I-L，每組圖均表示加入2ml硅藻土溶液總磷濃度降低較高，3小時(shí)為較佳時(shí)間。由于得出結(jié)論都是濃度較高的為較佳濃度，設(shè)想更高的濃度會(huì)不會(huì)有更好的去除率，所以進(jìn)行了第二組實(shí)驗(yàn)。

第二大組中A試管加2.5ml貝殼粉溶液和2ml硅藻土溶液，B試管加3ml貝殼粉溶液和2ml硅藻土溶液，C試管加4ml貝殼粉溶液和2ml硅藻土溶液。D試管加2ml貝殼粉溶液和2.5ml硅藻土溶液，E試管加2ml貝殼粉溶液和3ml硅藻土溶液。F試管加2ml貝殼粉溶液和4ml硅藻土溶液。G試管加2.5ml貝殼粉溶液和2.5ml硅藻土溶液，H試管加3mI貝殼粉溶液和3ml硅藻土溶液。I試管加4ml貝殼粉溶液和4ml硅藻土溶液。吸取NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為11-12，然后分別測(cè)定HRT為3h的出水TP濃度，并與大組中L組3小時(shí)的總磷降低濃度做對(duì)比，結(jié)果如圖4-6所示。

圖4顯示，只增加貝殼粉溶液的濃度總磷濃度降低數(shù)沒有升高趨勢(shì)，反而稍有下降，所以再只單獨(dú)增加貝殼粉溶液的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有促進(jìn)作用。圖5顯示只增加硅藻土溶液的濃度總磷濃度降低數(shù)有所升高，但升高趨勢(shì)不明顯降低數(shù)值基本不變，從節(jié)約成本的角度來看只增加硅藻土溶液的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有促進(jìn)作用。圖6顯示，同時(shí)增加了貝殼粉和硅藻土溶液，總磷濃度降低數(shù)的升高趨勢(shì)也不明顯，從節(jié)約成本的角度來看，同時(shí)增加貝殼粉和硅藻土溶液對(duì)于實(shí)驗(yàn)也沒有促進(jìn)作用。

本實(shí)驗(yàn)從2014年8月開始準(zhǔn)備，9月正式實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷了9月到12月，3月到4月一共6各月，每個(gè)月的平均總磷濃度各不相同，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)整理與對(duì)比繪制了圖7，探究更適合于此方法去除總磷的總磷濃度區(qū)間。

經(jīng)過圖7的對(duì)比可以看出，總磷初始濃度較高的9月和3月、4月的總磷去除率更高一些，所以認(rèn)為此方法去除總磷更適合于總磷濃度在7-9mg/ml的情況。也許更高濃度的總磷用這種方法去除率會(huì)更好，我們也會(huì)就這一問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)。

二、結(jié)論

貝殼可以用作污水除磷，并且與硅藻土同時(shí)加入會(huì)使磷的去除率升高，也就是硅藻土的加入可以優(yōu)化貝殼除磷，3小時(shí)為較佳時(shí)間，2ml貝殼粉溶液為為較佳投入量，2ml硅藻土溶液為較佳投入量，經(jīng)換算得知每100ml污水中投入貝殼粉0.28g和硅藻土0.05g靜置3小時(shí)為較優(yōu)。此種方法更適合總磷濃度在7-9mg/ml之間的含磷廢水中磷的去除。