大学生校长基金项目结项报告书 08环工01 闫茂群

项目类别项目批准号

大学生校长基金项目结项报告书

项目名称新农村建设中生活污水同步脱氮除磷工艺研究

主持人闫茂群

所在院部环境与城市建设学院

专业班级_____________08环境工程01

联系电话150********

指导教师余训民职称教授

填表日期2011年3月2日

立项时间2010年3月13日

共青团武汉工程大学委员会制

一、项目基本情况

项目名称新农村建设中生活污水同时脱氮除磷工艺研究

项目负责人闫茂群年级08环境工程01电话159********项目组成员熊冰清、郑希、卢静静

指导老师余训民研究时间2010.4.1～2010.12.23是否为创新项目是是否为指导老师项目是

研究内容简要说明

基于目前我国农村水环境污染的严峻现状，以及国家先后出台的控制农村水污染的宏观政策，本课题以农村生活污水中的氮磷去除为研究对象，在查阅了国内外大量文献资料的基础上，选择我国储量丰富的硅酸盐矿石作为脱氮除磷剂，采用正交试验分析矿物材料对污水中氮磷的去除效果，探索材料脱氮除磷的最佳条件，并分析其脱氮除磷机理，为开发适合我国新农村建设中的污水治理技术提供借鉴。

本课题以实验研究为主，分别探讨了高岭土、沸石、蛭石及硅藻土对生活污水的氨氮及总磷的去除效果，在取得了大量实验数据的基础上，最终选择高岭土作为脱氮除磷材料。实验中，分别探讨了材料用量、反应时间、反应温度及搅拌转速对脱氮除磷效果的影响，通过正交试验找出了最佳技术组合，通过单因素实验进一步对反应条件进行优化，结果表明：氨氮去除最优组合为10g、50min、30℃、300rpm，TP去除最优组合为10g、50min、40℃、300rpm；两种组合下高岭土对农村生活污水中氨氮及TP的去除率分别为46.51%、82.44%和44.65%、84.02%。同时，研究了高岭土对生活污水中氮磷去除的动力学及吸附机理。在此基础上，对高岭土在农村生活污水处理中的大规模应用的外部条件进行了分析，分析表明：目前我国高岭土矿点有700多处，对200处矿点探明储量为30亿吨，其中煤系高岭土16.7亿吨，因其巨大的资源储量及良好的吸附性能，具备在污水处理中大规模应用的潜力。

二、项目自我评价

项目自我评价

（1）项目特色

本课题充分利用国家“环境与化工清洁生产实验教学示范中心”平台和指导老师的科研条件开展本项目的研究。通过对几种矿物材料对污水中氨氮、TP的去除效果的研究，最终选择了高岭土作为脱氮除磷剂。与生活污水传统生物处理法相比，采用廉价矿物材料同步脱氮除磷几乎无需动力消耗，工艺设备简单，无需创造厌氧、缺氧及好氧情况下即可达到氮磷的高效去除。整个工艺运行维护简单、投资省，废弃矿物材料可作为缓释肥，在污水净化的同时亦可达到废物再利用。

（2）创新点

研究了高岭土脱氮除磷的吸附动力学机制与吸附机理；对分散式农村生活污水的集中处理的可行性及可靠性提供了建设性的思路及理论依据。

（3）应用价值

我国高岭土资源丰富，价格优势明显，且具有良好的脱氮除磷性能。本课题通过对主要影响因子的正交试验，找出了最优工艺组合，通过单因素实验进一步对反应条件进行优化，取得了具有实际应用价值的工艺路线，根据目前的技术水平，高岭土在污水处理中可用于以下领域：（1）用做人工湿地填料，以强化脱氮除磷效果；（2）作为污水脱氮除磷剂，同石灰一起用于废水深度处理，或直接加入到生物反应器中；（3）作为高效脱氮除磷过滤器填料。

此外，经焙烧和酸处理改性后的高岭土具有优良的表面吸附、交换性能：既可絮凝沉淀除磷，亦能交换吸附除铵，也可同步脱铵除磷生成MAP(六水磷酸铵镁即鸟粪石)沉淀。较自然矿石的比表面积有了显著提高，可大大增强脱氮除磷效果，是后续课题研究的一重要方向。

三、项目成果

反映项目成果的附件目录

通过本课题的研究，我课题组的理论研究能力及实验技能得到了显著增强，为日后的学习及社会实践打下了良好的基础。

在实验过程中，我课题并未放松理论研究，通过查阅大量资料，总结了国内外大量农村地区生活污水治理实用技术，分析了各工艺的优缺点，并对研究、开发适合我国国情的农村生活污水治理技术提出了一些个人看法，完成了一篇题为《新农村建设中生活污水处理政策与治理技术研究进展及发展方向》论文（见附件1），目前该稿正在审稿中。

本研究制定了几种材料对污水的脱氮除磷的实验方案并研究出了其相应的效果，经正交试验和单因素试验，得到优化的最佳工艺条件为：处理1t农村生活污水，需200克干高岭土，在常温、300r条件下，反应50min，氨氮及TP的去除率分别为46.02%、83.04%，为开发高效、廉价的脱氮除磷矿物材料提供了理论借鉴。为此撰写了一篇名为《高岭土同步去除农村生活污水中氮磷的机理及应用研究》论文（见附件3）并在《科技创业月刊》2011年第4期发表（见录用通知书附件2）。

四、结项预审及评价意见

指导老师意见

该课题研究结合我国新农村建设的实际，提出了农村分散化生活污水集中处理“同步脱氮除磷”技术的新设想，根据这一思路对具有脱氮除磷作用的矿物材料进行了研究，通过大量试验，从沸石、膨润土、累托石、蛭石、硅藻土等矿物材料中，选择出了脱氮除磷效果较好的高岭土作为重点研究对象，通过正交试验及单因素分析研究了各影响因素与脱氮除磷效率的关系，得到了最优化工艺，并就吸附动力学及脱氮除磷机理进行了研究，得到了令人满意的结果，为开发高效、廉价的脱氮除磷材料提供了理论依据，为新农村建设生活污水的治理开辟了一条有效途径。因此，该项目具有一定的创新性。

该课题组的同学在理论学习的同时，注重实践，勤于思考，善于动手，解决了实验过程中的一些列难题，通过实践探索取得了较好的成果，写了

两篇论文，一篇已被录用，另一篇正在审稿中。该课题理论研究特色鲜明，实践价值显著，达到了预期研究目的，可以结题。

公章负责人（签字）余训民

年月日

学院

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公章负责人（签字）

年月日

学校

意见

公章负责人（签字）

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