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磷是造成水体富营养化的主要原因之一。在我国,许多大型湖泊都不同程度呈现富营养化或严重富营养状态。由于富营养化导致藻类爆发性繁殖,并在短期调亡,使水体水质急剧恶化,湖泊水体功能逐渐丧失直至死亡。目前,废水除磷技术主要包括:化学沉淀法、吸附法、生物法、膜技术法以及人工湿地法等,但上述方法均存在二次污染、成本较高、治理周期长以及处理规模小等问题。本文采用的脉冲电场法除磷是在本课题组前期工作的基础上以受污染的含磷废水水体为研究对象,以全新的理念、方法对磷污染治理展开研究。 本研究的主要内容:应用毫秒级脉冲电场对含磷废水处理,探索脉冲电场同质极板水中除磷机理,研究除磷的规律和效率。运用了电子物理学功率计算公式以及指数函数拟合算法模拟I-V曲线,针对本实验最佳参数下的功率和能耗进行了计算,并与前期工作进行了对比。 研究结果表明:对同质极板脉冲电场除磷机理和作用总结概括为“三效应四过程”。三效应:富集效应,沉淀析出效应,吸附析出效应;四过程:离子定向移动过程,沉淀析出过程,吸附析出过程,共沉淀吸附过程。 实验结果显示:在脉冲电场作用下,使用三种材料同质极板除磷的作用.磷含量都是随着峰值电压的升高而降低,随着时间的增加而减少,随着间距的缩小而明显下降。但不同的材料作用效果不一样。三种极板除磷效果,Fe-Fe极板除磷效果最好,除磷率最高可达99.25%,Al-Al极板次之,Cu-Cu极板处理效果相对较低。与课题组前期开展的半波整流电场除磷相比,毫秒级脉冲电场除磷能耗下降90.35%。对于不同极板材料而言,峰值电压影响因素比时间更加明显,而且除磷效率与间距成反比。最佳参数:铁-铁极板作用下,当间距为5cm,峰值电压为300V,时间为60 min,磷含量为0.12 mg/L,去除率达到了99.25%,超过了工业废水排放一级标准。 研究表明,同质极板毫秒级脉冲电场具有除磷效率高、无污染、绿色节能、环境友好、工艺简便等特点。