关键词:
磷酸盐处理(精选十篇)
磷酸盐处理 篇1
1 胍基磷酸盐合成原理
胍基磷酸盐是磷酸氢一胍和磷酸氢二胍的混合物,其合成的化学反应式为:
在合成胍基磷酸盐时可能发生的副反应如下:
胍基磷酸盐合成反应的原料和产物都是多官能团化合物,在酸碱催化下都具有发生水解、氨解、缩合等化学反应的能力。从结构与性质关系的角度分析,在磷酸的酸性条件下,二氰二胺水解生成胍基磷酸盐的反应(合成的主反应)在高温条件下占有优势,但产物的进一步水解、二氰二胺和脒基脲磷酸盐的交叉缩合或非交叉缩合等副反应都有发生的可能。因此,控制反应温度、反应时间、原料配比以及选择催化剂等条件对于获得高产率、高纯度的胍基磷酸盐产品至关重要。
2 试 验
2.1 胍基磷酸盐制备
原料:磷酸、双氰胺均为分析纯,蒸馏水。
仪器:不锈钢烧杯,电动搅拌器,恒温油浴,温度计,pH检测仪,真空泵,布氏漏斗。
制备方法:常压下,将等摩尔量的双氰胺和磷酸加水混合并搅拌均匀使原料充分分散,持续加热使温度缓慢上升至250 ℃,保温持续搅拌2 h,同时加入催化剂和消泡剂,当合成产物完全硬化后,加水溶解。然后用砂芯漏斗进行热过滤,滤液静置12 h后冷过滤,再静置12 h后重复过滤一次,将得到的纯净滤液结晶,干燥、分离后得到胍基磷酸盐产品。
2.2 阻燃剂复配
胍基磷酸盐、八钼酸铵、柔顺剂等工艺助剂复配阻燃液配制:按所需比例先称取胍基磷酸盐阻燃剂,将胍基磷酸盐按比例溶解于蒸馏水,配成不同质量分数的阻燃液,等溶液冷至室温时,再按所需比例称取八钼酸铵溶液加入阻燃液中,再加入柔顺剂等工艺助剂并搅拌混合均匀。
2.3 阻燃整理工艺
浸轧(一浸二轧,轧余率85%)→预烘(90 ℃,4 min)→焙烘(150 ℃,2 min)→水洗→晾干
2.4 阻燃测试
极限氧指数(LOI):用氧指数测定仪测试,参照GB/T 5454-1997标准,气体流量设定为10 L/min。试样尺寸为150 mm×55 mm。
热失重(TG):在15 ℃/min的升温速率条件下,温度范围为50~800 ℃,气氛为静态空气,天平保护性气体为流量30 mL/min的氮气,取样品10 mg左右,采用HTG1/2型热重分析仪进行热重分析试验。
扫描电镜(SEM):将试样在氧指数测定仪上燃烧后,将其残炭分别镀金后在M306686扫描电镜下进行显微观察。进行SEM测试。通过电镜照片观察涤棉布或纤维表面焦炭层的形貌。
锥形量热仪(CONE)检测:采用Stanton Redcroft锥形量热仪进行CONE实验。为了让条件接近火灾情况,试验选择热辐射功率为50 kW/m2。
3 结果与讨论
3.1 阻燃效果
阻燃处理后的涤棉布阻燃性能测试结果见表1。
3.2 热重分析
热重分析试验结果见图1所示。
由图1可知,阻燃剂可促使涤棉布炭化,且随浓度增加,剩炭率越高。在温度为500 ℃时,未阻燃整理的涤棉素材热失重已经超过70%,而阻燃整理的样品在800 ℃以后,热失重还未超过70%。在800 ℃以后,未整理素材的剩炭率已经降至10%左右。由此可见该胍基磷酸盐阻燃剂能显著促使涤棉布高温炭化。
3.3 SEM形貌分析
扫描电镜试验结果见图2所示。
从图2可以看出,未处理的素材的剩炭表面已明显出现炭层坍塌现象,说明织物降解过程已经发生,经过阻燃处理的样品表面均有显著的纤维纹路,15%质量分数的胍基磷酸盐处理样品在500 ℃后仍然保持良好的纤维结构,没有出现明显的降解现象,说明该阻燃剂可显著延缓涤涤棉布的热分解过程。
3.4 锥形量热仪检测结果及分析
锥形量热仪检测结果见图3、图4所示。
从图3、图4可以看出:
(1)经阻燃处理的织物热释放速率大大降低,其峰值约降至素材的50%,且阻燃处理材的曲线较素材“平坦”。说明织物经阻燃处理后,热降解生成可燃性挥发物的速度大大降低,同时可燃性挥发产物的释放或燃烧热量释放的时间分布趋于平均,这对于降低热量向织物的反馈是非常有利的,可以判定阻燃效果明显。
(2)阻燃织物的热释放速率及其峰值与胍基磷酸盐的质量分数有关,增加胍基磷酸盐的质量分数能显著降低涤棉布的热释放速率。
(3)胍基磷酸盐能显著降低涤棉布燃烧过程中的CO释放量,且降低的幅度与胍基磷酸盐的质量分数呈正比关系。
4 结 论
以胍基磷酸盐为主要活性物质的阻燃剂能大幅度提高涤棉试样的极限氧指数,显著促使涤棉布在高温下成炭,延缓涤棉布在高温下的降解过程;同时该阻燃剂可以明显降低样品的热释放速率和CO的释放量。
摘要:采用胍基磷酸盐为主要活性成分,对涤棉布进行阻燃处理。结果:阻燃处理后的涤棉布氧指数达45.3;热失重分析,阻燃处理后的样品在800℃时,热失重不超过70%;扫描电镜观测,经阻燃处理后的样品在500℃,仍保持良好的纤维结构;阻燃处理后样品的热释放速率仅为对照样品的50%。结论:胍基磷酸盐阻燃剂对涤棉布具有良好的阻燃效果。
关键词:阻燃剂,阻燃织物,氧指数
参考文献
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EGSB反应器处理高浓硫酸盐废水 篇2
EGSB反应器处理高浓硫酸盐废水
研究在负荷为20 kg COD/(m3・d)正常运行的EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)反应器中,处理高浓硫酸盐废水.经过一个月左右的驯化,在进水COD为4 000 mg/L的条件下,进水SO42-质量浓度可提升至约1 800 mg/L,获得了9 kg SO42-/(m3・d)的运行能力.较高的有机负荷使得产气量较大随之带来明显的气提效应,再加上较高的上升流速所产生的.良好的气固分离效果,使得气相中的硫元素含量较高,达到了质量分数43.8%.硫酸盐还原茵所能达到的最大电子流比重为31.4%,对应的最低COD/SO42-值约为2.0.EGSB反应器内溶解性硫化物与相应的自由硫化氢质量浓度为255 mg/L和102 mg/L,未对SRB与产甲烷菌产生任何毒性.
作 者:王伟 阮文权 邹华 严群 陈坚 孙志浩 WANG Wei RUAN Wen-quan ZOU Hua YAN Qun CHEN Jian SUN Zhi-hao 作者单位:江南大学,工业生物技术教育部重点实验室,江苏,无锡,214036;江南大学,生物工程学院,江苏,无锡,214036 刊 名:食品与生物技术学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY 年,卷(期): 25(6) 分类号:X703 关键词:硫酸盐废水 EGSB 硫化物 电子流比重磷酸盐处理 篇3
关键词:厌氧折流板反应器 COD/SO42- 高浓度硫酸盐废水
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)010-118-02
利用厭氧法对高浓度的硫酸盐有机废水采取处理时,因为介入了硫酸盐的还原反应,导致在厌氧降解的过程中出现了硫酸盐还原菌(SRB)同甲烷菌(MPB)竞争、以及硫化物导致SRB与MPB中毒,从而在一定程度上导致微生物的生理活性出现下降的情况,情况严重时,甚至会对处理系统造成重大的影响,导致出现完全瘫痪的情况。大量的国外工作者针对以上所出现的种种问题,进行了长期的研究与探讨。本文采用厌氧折流板反应器(ABR)对高浓度硫酸盐有机废水进行处理,分析了厌氧反应过程受硫酸盐还原的影响。
1 实验方法和材料
用有机玻璃制成实验所有的ABR要求,高、长、宽分别是542mm、721mm、204mm,但是其有效的容积却只可达到55.83L。正式进行实验时,通过水浴加热的方式,在恒温循环器的控制下,将水温保持在(33.2€?.11)℃的范围内。实验装置安装后,要进行认真的检查,以免因为装置问题影响到实验的结果。
1.2 原水和接种污泥
人工合成的高浓度硫酸盐有机废水以碳酸氢胺为氮源,三水和磷酸氢钾为磷源,以葡萄糖为碳源,保持N:COD:P﹦5:1:100,硫酸盐是由七水硫酸镁与硫酸钠组成的混合物,其中添加有一定量的锰、铁、镍、铜、钴等微量元素,此外,通过利用碳酸氢钠使其pH值维持在7左右。
接种的污泥从南阳市污水处理厂消化池取得,在室内的恒温箱(35.2℃)中进行为期三个月的培养,进而进行接种,得到的浓度为330g/L,MLSS/MLVSS的比值为5:4,所接种的量在反应器中所占的有效容积为1/4。
1.3 测定方法与项目
COD:重铬酸钾法;SO42-:铬酸钡分光光度法;S:碘化法;HCO3-:酸碱滴定法;pH值:数字酸度计。
2 结果和讨论
实验的设备装好后,就要时刻关注实验的过程,随时做好记录。实验的结果就在这些数据中,给予我们更多的事实材料,才能进一步说明ABR处理高浓度硫酸盐有机废水的效果如何。
2.1 启动ABR
接种污泥后,选择浓度为3000mg/L的COD废水,将其充进反应器内,并达到充满的状态,保持24h的静止状态后,开始连续进行通水。本次启动所使用的葡萄糖废水属于无硫酸盐的,初始负荷是3.0kgCOD/(m3.d),1天后对COD去除率能够达到34%,然后会逐步的回升,在第6天的时候就能够达到92%。在12天的时候把进水负荷从2.9kgCOD/(m3.d)提高到4.0kgCOD/(m3.d),第2天会发现COD的去除率有所下降(从97.4%降到74.7%),然后又会逐渐上升,最终稳定在98%附近。在第26天将进水的负荷提升到4.9kgCOD/SO42-,与之相比,COD去除率则未发生任何变化,无下降趋势,最终以97%保持稳定,且后期的运行较为良好,这便表示反应器的启动较为成功。
2.2 SO42-浓度影响对COD的去除率
在试验的阶段把进水COD保持在5000mg/L附近,将硫酸盐浓度由200mg/L缓慢提高到2500mg/L,本次试验的结果表明,在进水时,若SO42-的浓度达到了201mg/l-320mg/l时,那么其对于COD的去除率则可达到97.1-97.5%之间,出水S2-浓度就会随SO42-浓度的增加而逐渐下降(从42.7mg/L降至19.2mg/L),但是其还原率则会一直呈现上升趋势,由原来的85.2%赠至91.5%。所以可发现在这样的条件下,MPB的生长完全不会受到SO42-的影响,MPB的作用是去除COD。
当进水的硫酸盐浓度增大到500mg/L的时候,对COD的去除率可达98%。在对SO42-浓度进行改变的第17天,发现的COD去除率逐渐出现了下降的现象,经过分析发现这与出气管的堵塞有着较大的关系这是因为出气管的堵塞,引起反应器打开所致。SO42-的还原率渐渐的提高,由89.3%提高到96%。出水SO42-的浓度变化趋势同硫酸盐的去除率一样,也是逐渐的上升,最高可达113mg/L。同时产气量也发生了较大的变化,出现了急剧增加的现象,这便说明若提高进水SO42-的浓度,那么SRB增值也会相应的有所提高,有利于COD与硫酸盐的去除,且不影响MPB的活性。
当进水SO42-的浓度增至为1500mg/L时,SO42-的还原率在前两天会迅速下降(由96%降至65%),随后将逐渐上升,18天后将稳定在96%附近。但对COD的去除率却稍微有些下降,但是仍然能稳定在90%附近(最高能达到98%,最低也可达到85%),表明在同SRB竞争中MPB再次占据了优势。但就整体而言,SRB和MPB还是处在一种相对平衡的状态。
当进水的SO42-浓度提高到2500mg/L后,反应器将会迅速发生酸化,SO42-与对COD的去除率都会下降,通过长时间的运行并没有出现恢复的迹象,COD与SO42-的去除率仅有19%,产气量甚至为零,反应器运行标志着失败。这表明,高浓度的硫化物会严重抑制SRB与MPB,利用ABR对硫酸盐废水进行处理时,ABR可以承受SO42-的最高浓度是2000mg/L左右。
2.3分析PMB和SRB竞争基质的原因
(1)进水硫酸盐的浓度。通过上述探讨可知,进水SO42-所具有的浓度不同,会对SO42-的还原率产生不同程度的严重影响,也就是说当SO42-浓度有所提高时SO42-的还原率则会出现一定程度的下降趋势,但是若SRB对新的环境逐渐适应,那么SO42-的还原率则会在后期逐渐恢复到正常水平。对COD的去除率也是一样,相比之下SO42-还原率下降的幅度会更小些。增大硫酸盐的浓度会影响到MPB与SRB,但对MPB影响相比要较小。运行稳定后,硫酸盐还原率先缓慢增加后急速下降,COD去除率先缓慢下降后急速下降。
(2)COD/SO42-值是影响MPB和SRB竞争关系的重要指标。SO42-生物还原的过程需要COD/SO42-的理论值是0.67,降低COD/SO42-值可以使SRB在基質的竞争中获得竞争的优势。通过结果可知,当COD/SO42-值由16.7降至10时,SO42-的还原率从91%缓慢上升至96%,对COD的去除率是97.1%~98%,有小幅度的提高;当COD/SO42-值是10.1~3.32时,SO42-的还原率将会稳定在97%,对COD的去除率大于90%;当COD/SO42-的值是2时,反应器便会出现酸化的反应,也就代表反应器的运行最终失败,所以,若COD/SO42-的值高出25时,可确保反应器性能良好、运行稳定。
3 结论
当HRT在20~24h内,进水COD浓度是5000mg/L,进水硫酸盐的浓度小于1500mg/L时,ABR反应器运行较正常,COD去除率则可大于90%,硫酸盐还原率则可保持在96%,ABR处理硫酸盐废水所能承受SO42-的最大浓度是2000mg/L。
对于MPB和SRB来说,COD/SO42-不但会对两者的竞争造成重要影响,同时还会对SO42-的还原率造成极为严重的影响。随着COD/SO42-的数值上升时,SRB和MPB的竞争基质能力减弱。
在对硫酸盐废水进行处理时,其所采用的启动方式的差异,会在不同程度上对厌氧反应器的功能造成影响。但是若采用的启动方式为低硫酸盐的方式,那么MPB则会在最初始阶段便会获得相应的优势,而对MPB影响较小的是SO42-。
参考文献:
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湿法磷酸净化预处理的实验研究 篇4
1 实验部分
1. 1 实验材料与仪器
材料: 湿法磷酸由西部化肥有限公司提供,经浓缩后作为本实验中的原料。( 取5 000 m L未处理的湿法磷酸,置于烧杯中,加热。待酸液体积约为3 000 m L时,停止加热,冷却至室温,抽滤,滤液澄清后即为原料磷酸) 。其化学组成为:ω( P2O5) = 33. 64% ,ω ( F-) = 1. 94% ,ω ( SO42-) = 1. 54% ,ω( K+) = 0. 034% ,ω ( Na+) = 0. 15% ,ω ( Ca2 +) = 0. 21% ,ω( Mg2 +) = 3. 86% ,ω( Al3 +) = 0. 64% ,ω( 总Fe) = 0. 81% 。
硫化钠( AR) ,天津市红岩化学试剂厂; 碳酸钾( AR) ,中国莱阳市双双化工有限公司; 硫酸钾( AR) ,中国莱阳市双双化工有限公司; 硝酸钾( AR) ,天津永盛淼化工有限公司; 碳酸钙( AR) ,烟台市双双化工有限公司; 钼酸钠( AR) ,天津市化学试剂四厂; 醋酸钠( AR) ,天津市光复精细化工研究所;氟化钠( AR) ,天津红岩试剂厂; 氨水( AR) ,中国莱阳双双化工有限公司; 喹啉( AR) ,上海中秦化学试剂有限公司; 丙酮( AR) ,天津永晟精细化工试剂厂; 盐酸( AR) ,白银良友化学试剂有限公司; 磷酸( AR) ,天津市百世化工有限公司; 无水乙醇( AR) ,天津市红岩试剂厂; 无水碳酸钠( AR) ,天津市光复精细化工研究所; 无水硫酸钠( AR) ,天津市红岩试剂厂;碳酸钡( AR) ,上海中秦化学试剂有限公司; 氯化钡( AR) ,中国莱阳双双化工有限公司; 氯化镁( AR) ,莱阳化工实验厂;钠型硅藻土( CP) ,上海中秦化学试剂有限公司。
仪器: 可见分光光度计( JH722) ,上海菁华科技仪器有限公司; 循环水式多用真空泵( SHB - Ⅲ) ,郑州长城科工贸有限公司; 电热恒温鼓风干燥箱( DGG - 905AD型) ,上海森信实验仪器有限公司; 精密增力电动搅拌器( JJ - 1) ,上海维诚仪器有限公司; 恒温水浴( HH - 1) ,常州澳华仪器有限公司。
1. 2 实验方法及流程
量取一定量原料磷酸,称重后倒入三口烧瓶中,于恒温水浴中加热,并搅拌,达到设定温度后( 50 ℃ ) ,将混合均匀的脱硫剂加入其中,反应一段时间后( 60 min) ,常温静置24 h,真空抽滤得到脱硫磷酸。然后,量取一定量脱硫磷酸,称重后倒入三口烧瓶中,于恒温水浴中加热,并搅拌,达到设定温度后( 60 ℃ ) ,将混合均匀的脱硫剂加入其中,反应一段时间后( 60 min) ,常温静置24 h,真空抽滤,即得到预处理后的磷酸。
实验流程如图1 所示。
1. 3 分析方法
磷含量采用磷钼酸喹啉重量法测定; 硫酸根含量采用分光光度计测定其与氯化钡形成沉淀后溶液浊度的方法进行确定[7]。
2 结果与讨论
2. 1 脱硫实验
2. 1. 1 不同脱硫剂对脱硫效果的影响
分别以氢氧化钙、氯化钡、碳酸钡为脱硫剂,脱硫剂加入量为理论用量的120% ,搅拌速度250 rpm,反应温度50 ℃ ,反应时间60 min,静置24 h,考察脱硫剂种类对脱硫效果及磷回收效果的影响,实验结果如表1 所示。由表1 可以看出,氯化钡的脱硫效果及磷回收效果最好,碳酸钡的脱硫效果及磷回收效果最差。虽然氯化钡的脱硫效果及磷回收效果最好,但是净化过程中引入了新的杂质Cl-,在工业上湿法磷酸中对Cl-的要求比较高,因此从净化角度考虑,不宜采用氯化钡,因此选取氢氧化钙作为脱硫剂。
2. 1. 2 脱硫剂添加量对脱硫效果的影响
选择搅拌速度为250 rpm,反应温度50 ℃ ,反应时间60 min,静置时间24 h,考察脱硫剂添加量对脱硫效果及磷回收效果的影响,实验结果如图2 所示。由图2 可知,氢氧化钙的加入量由理论加入量的90% 增加到120% 时,SO42-的脱除率呈上升趋势,这是因为Ca2 +含量增加,提高了SO42-的转化率。当氢氧化钙的加入量大于理论加入量的120% 时,SO42-的脱除率明显降低,这主要是因为氢氧化钙的加入量过高时,增大了溶液的p H值,导致Ca2 +与H3PO4反应生成了磷酸二氢钙,进而使得SO42-的脱除率有所降低。磷收率随着氢氧化钙加入量的增大变化不大,但当氢氧化钙加入量达到理论加入量的140% 时,其有较为明显的下降趋势。因此,脱硫剂氢氧化钙的最佳加入量应为理论加入量的120% 。
2. 1. 3 搅拌速度对脱硫效果的影响
选择氢氧化钙的加入量为理论加入量的120% ,反应温度50 ℃ ,反应时间90 min,静置时间24 h,考察搅拌速度对脱硫效果及磷回收效果的影响,结果如图3 所示。由图3 可知,搅拌速度由100 rpm增大到300 rpm时,SO42-的脱除率呈上升趋势,这是因为增加搅拌强度有利于分子的扩散,可以有效地加快反应速率,并且可以避免定包裹现象的产生,从而使反应顺利进行。当搅拌速度达到300 rpm时,SO42-的脱除率达到最大。当搅拌速度大于300 rpm,脱硫率反而下降。这主要是因为搅拌速度过大使结晶粒度变小,造成过滤困难。磷收率随搅拌速度的增加变化较小,均在90% 左右波动,因此,结合脱硫率,选择300 rpm作为最佳搅拌速度。
2. 2 脱砷实验
选择搅拌速度为250 rpm,反应温度60 ℃ ,反应时间60 min,静置时间24 h,考察脱砷剂5% 硫化钠加入量对脱砷效果及磷回收效果的影响,实验结果如图4 所示。由图4 可知,随着硫化钠用量的增加,脱砷率无明显变化,磷收率却随之下降。因此硫化钠的最佳加入量为理论加入量的90% ,此时脱硫效果及磷回收效果最好。
3 结论
通过实验及结果分析可以得出以下结论: 化学沉淀法可以有效降低湿法磷酸中的硫及重金属砷的含量; 以氢氧化钙作为脱硫剂的最佳工艺条件为,氢氧化钙的最佳加入量为理论加入量的120% ,最佳的搅拌速度为300 rpm,脱硫率大于60% ,磷收率可达90% ; 选用5% 的硫化钠作为脱砷剂,当其实际加入量为理论加入量的90% 时脱砷效果及磷回收效果最好,脱砷率可达73% ,磷收率在98% 以上。
摘要:研究了以化学沉淀法对湿法磷酸进行预处理,脱除湿法磷酸中的硫酸根以及重金属砷。考察了搅拌速度、脱硫剂种类、脱硫剂用量、脱砷剂用量等因素对湿法磷酸中硫、砷的脱除率及磷收率的影响。实验结果表明,化学沉淀法可以有效降低湿法磷酸中的硫及砷的含量,磷酸经化学沉淀法预处理后,脱硫率可达60%,脱砷率可达73%。
磷酸盐处理 篇5
采用磷酸铵镁-混凝法对广东某环保发电厂经混凝-生化处理后的垃圾渗滤液进行深度处理,实验结果表明:磷酸铵镁在渗滤液pH为10.5,Mg:P:N=1.8:1.6:1条件下沉淀效果较好;以硫酸铁作为混凝剂,pH=7,混凝剂(5%)为23mL,沉淀时间为45min时处理水COD为225 mg/L,氨氮10.5 mg/L,总磷0.21 mg/L,可达<生活垃圾渗滤液排放限值>(GB16889-)的二级排放标准.
作 者:王汉道 肖继波 陈立权 WANG Han-dao XIAO Ji-bo CHEN Li-quan 作者单位:王汉道,陈立权,WANG Han-dao,CHEN Li-quan(广东轻工职业技术学院食品与生物工程系,广州,510300)
肖继波,XIAO Ji-bo(浙江林学院工程学院,杭州,311300)
磷酸盐处理 篇6
摘要:此文对开封市地表水的水质进行了调查研究,结果表明,河流中V、Cr、Zn、磷酸盐的含量均高于对照样。以国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水为评价标准,采用单因子及综合污染指数法对开封市地表水进行评价。结果显示,河流污染较为严重,其污染顺序依次为:护城河>化肥河>惠济河>黄汴河>马家河;位于老城区河流中重金属含量均较低或无污染;位于城郊工业区的化肥河污染较为严重。
基金项目:本论文获得河南省教育厅项目,基于树轮N、S积累序列的长时间尺度大气环境质量反演研究,项目编号(13A170051)资助
关键词:河流;重金属;氨氮;磷酸盐;污染评价
中图分类号: X522 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.08.083
近年来,开封市的经济迅猛发展,市区总GDP由1978年的47758万元上升至2009年的1885256万元。随着经济的快速发展,城市环境污染也日趋严重,水体污染尤为突出。2007年,全市工业和城市生活废水排放总量为10157.7万吨[1];2008年,废水排放总量为9546.66万吨[2];2009年废水及主要污染物排放情况较上年有较大增幅,工业废水较上年增加39.2%,生活污水较上年增加23.1%[3]。向水体排放未经处理的污水使得开封市的水环境质量明显下降。开封市作为首批24座历史文化名城之一、全国先进旅游城市,城市环境质量已成为制约其发展的主要因素,开封市区水域面积较大,水环境质量直接影响开封城市环境质量。本文通过对开封市主要河流中V、Ni、Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr等重金属和氨氮、磷酸盐等分布进行调查,旨在掌握开封市地表水的污染状况,为开封市环保提供依据,并提出相应改善措施,为以后合理利用地表水资源以及加强污染防治提供有力的数据支持。
1 材料与方法
1.1 样品采集
2011年3~4月,采集开封市黄汴河,东护城河,惠济河,化肥河,马家河表层水样39个,采样器为瓶式深水采样器(江苏金坛ETC-1)。河流的样品按照一定间距依次采集,并尽量布置在河床稳定、水流平稳处,其中黄汴河8个,东护城河8个,化肥河8个,马家河7个,惠济河8个,在开封市饮水水源地黑池(样品数5个)和柳池(样品数5个)采集样品作为对照样本。采集到的瞬时水样,现场记录其水体的表观特征(水温、pH值),立即将其转移入洁净的聚乙烯瓶内,并加入优级纯浓HNO3使其pH<2,密封保存,带回实验室低温保存待测。
1.2 样品测定
采集后的水样经过0.45微米的微孔滤膜过滤,依次使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,X Series2)测定水样中的V、Ni、Cd、Pb、Co、Cu、Zn、Cr等重金属含量;采用连续流动分析仪(SEAL,AA3)测定氨氮、磷酸盐等。实验过程中所使用硝酸均为优级纯,实验用水均为超纯水。所有器皿均用体积分数10%的硝酸浸泡过夜,用超纯水冲洗3~5次,在烘箱中烘干备用。
1.3 评价方法
单因子污染指数:Pi=Ci/Si
式中,Pi水体中污染物为i的污染指数;Ci:单项水质指标的实测浓度,单位:μg/L;Si:与水域功能类别对应的的单项水质指标浓度限值,单位:μg/L。Pi≤1,表示无污染;1
内梅罗指数P的基本计算式[6]为:■
式中■为各单因子环境质量指数中最大者;■为各单因子环境质量指数的平均值。P≤1,表示无污染;1
3,表示重度污染[7]。根据开封市水体功能区划,本研究采用地表水环境质量标准(GB3838-2002)[8]中的Ⅲ类水为标准:V≤50μg/L;Cr≤50μg/L;Co≤1000μg/L;Ni≤20μg/L;Cu≤1000μg/L;Zn≤1000μg/L;Cd≤5μg/L;Pb≤50μg/L;氨氮≤1000μg/L;磷酸盐≤150μg/L。
2 结果与讨论
2.1 河流水中重金属含量
开封市河流水中重金属及氨氮、磷酸盐含量统计分析结果见表1。河流中V、Cr、Zn、磷酸盐的含量均高于对照样黑池和柳池中相应污染因子含量。说明开封市区水体已受到不同程度的污染,主要原因可能与工农业排放的废水、污水进入水体有关。Co的含量除护城河未超过黑池柳池外,其他河流均超过黑池柳池。河流中氨氮的含量很高,严重超标。
黄汴河中,污染因子含量为氨氮>磷酸盐>Zn>Ni>V>Cu
>Pb>Cr>Co>Cd;护城河中,污染因子含量为氨氮>磷酸盐>Zn>Ni>V>Cr>Cu>Pb>Co>Cd;化肥河中,氨氮>磷酸盐>Zn>Ni>V>Cr>Co>Cu>Cd>Pb;马家河中,污染因子含量为氨氮>磷酸盐>Zn>Ni>V>Cr>Pb>Cu>Co>Cd;惠济河中,氨氮磷>酸盐>Zn>Ni>V>Cr>Co>Cu>Pb>Cd。变异系数Cv反映了各采样点之间的平均变异程度[9-10]。由表1可见,Pb,变异系数大的是化肥河、护城河;Zn,化肥河的变异系数最大,已经超过2,主要是在第一个采样点附近有炼锌厂;Co,化肥河、惠济河的变异系数较大;其他污染因子的变异系数则较小。
2.2 开封市地表水重金属污染评价
河流中,黄汴河、护城河重金属元素含量比较低,氨氮和磷酸盐含量严重超标,这主要是因为黄汴河和护城河在老城区,可能是生活污水以及生活垃圾、工商业废水排放过量所致;惠济河中氨氮和磷酸盐含量超标与生活污水和工农业污水以及污水灌溉、使用氮肥磷肥有关;化肥河中锌的含量均值未超标,但是其个别采样点锌的含量已达到1363微克/升,超过国家标准限度值,其主要原因是在化肥河附近有市东鲁化工厂、开化集团炼锌厂和炭素公司等,这些工厂排放的污染物较多,是化肥河的重要污染源,而其氨氮和磷酸盐的含量也很高,原因可能是工业污水和生活污水的排放、化肥的流失。
利用内梅罗综合污染指数P对开封市河流水中重金属及氨氮、磷酸盐综合污染程度进行评价,结果见表2。从表2可看出综合污染指数:护城河>化肥河>惠济河>黄汴河>马家河>柳池>黑池,河流的污染情况比较严重。P值较高的黄汴河、惠济河、化肥河、东护城河已达到重度污染,黄汴河和东护城河污染严重与老城区城市居民生活污水排放及商业污水排放有关,而惠济河和化肥河则与其周围的工业发展有密切的关系。
通过不同城市的比较,说明开封市地表水体中的重金属含量大多较低,这可能是由于开封城市的工業企业较少,开封市水资源较为贫乏,河流被生活垃圾和生活污水所污染。因此,应加强对城市居民的宣传环保工作,严格监管生活污水的排放。杨永芳[15]等研究表明,开封市地表水中氨氮含量分别为:惠济河(39070微克/升),黄汴河(25940微克/升),马家河(38550微克/升),东护城河(25650微克/升),包公湖(2040微克/升),其值均高于本研究相应水体氨氮浓度值,说明近年来政府采取的开展重点流域、区域环境综合整治工作以及深入开展整治违法排污企业、保障群众健康的环保专项行动取得了显著的成绩。
3 结论
从整体来说,开封市河流的重金属含量符合地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅲ类水的标准。
河流综合污染指数污染程度顺序为:护城河>化肥河>惠济河>黄汴河>马家河,河流的污染情况比较严重。
从空间上分析,位于老城区河流中重金属含量均较低或无污染,位于城郊工业区的化肥河污染较为严重,这与该区的工业发展有密切的关系。
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磷酸盐处理 篇7
云南云天化股份有限公司红磷分公司200kt / a磷酸装置于2009年6月建成投产,2014年装置能力已达280 kt/a。该装置萃取槽搅拌轴主体材质为904L + 316L + 衬胶组合件,桨叶、桨叶螺栓材质为904L。
由于磷酸萃取槽中含有强腐蚀性介质( 主要为Cl-、PO34 -、F-、SO24 -、SIFO26 -) ,以及设备使用年限和生产负荷的增加,搅拌装置发生了减速机断齿、搅拌桨桨轴断、桨叶脱落和断裂等故障。本文根据多年的实践经验,总结了搅拌装置故障的判定方法及解决措施,旨在为同类企业提供参考借鉴。
1故障的判别方法
搅拌桨淹没于萃取槽的反应介质内,无法看到设备的运行状况( 即使降低萃取槽的液位,在不停车的情况下,反应槽产生的水蒸气等也遮挡了视线) ,因此必须通过一定的技术手段才能判别搅拌桨是否存在故障。
1. 1通过电流波动判别
1. 1. 1电流值的瞬降
搅拌装置运行电流若存在瞬间大幅度降低,但没有回弹或者是高低波动,则初步断定桨轴已断。
如我厂2013年12月萃取槽搅拌轴发生断裂时的电流运行记录: 运行电流由140 A左右的正常值瞬间降至65 A,如图1所示。
1. 1. 2电流值大幅度波动
搅拌装置运行电流若存在波动大、高低起伏比较明显,可初步判断为减速机异常或桨叶脱落或桨轴断裂。
1. 2通过减速机震动判别
1. 2. 1输入端震动及异响
若减速机输入端震动大且异响,可初步推断为减速机异常( 有可能传动联轴器梅花垫损坏或齿轮有严重磨损或减速机地脚螺栓松动或是断裂) 。
1. 2. 2输出端震动及异响
若减速机输出端震动大,可初步推断为桨轴或桨叶异常( 桨轴断裂,但未完全断裂或桨叶脱落,螺栓可能断裂几颗或输出端联轴器连接螺栓部分松动或断裂) 。
2处理措施
2. 1装置故障的处理方法
1若出现减速机输入端、本体震动,则应更换输入端联轴器梅花垫,并用百分表调校同心度。
2若出现减速机油泵压力不足,则应清理( 或更换) 滤油器滤芯。更换滤芯时可同步检查减速机润滑油,若润滑油脏、黏稠大,则要更换润滑油。
3若出现电流波动大、减速机震动大( 且一段时间后震动未减轻) ,则应尽快停机,然后降低萃取槽液位( 或腾槽) ,吊出整个搅拌装置进一步确认,并相应更换桨叶或桨轴。
4若出现电流瞬间降至某个非正常值,但减速机转动正常,则停机确认后更换相应的桨叶或桨轴。
2. 2装置缺陷备件的后续处理
根据经验,吊出的搅拌桨均存在一定的缺陷,如桨叶局部腐蚀、缺损或桨轴断裂。因此吊出的搅拌桨均需要进行修复处理。
2. 2. 1桨叶的修复
挖出桨叶局部缺陷后,用同材质、同厚度的不锈钢板双面打坡口后焊接。焊接过程中应注意变形,一般先电焊固定再进行对角整体焊接。焊接完成后,用水平尺测量,并趁热敲打( 用大锤) ,直至桨叶平行[1]。完工后称量,应保证和原配桨叶的质量误差在1 ~ 3g。
2. 2. 2桨轴的修复
桨轴修复的难点在于要保证桨轴的同轴度。桨轴断裂区域示例如图2。
断裂区域的管子为450 mm×14 mm,材质为316 L,断裂长度约850 mm。
修复方法及步骤如下:
1断轴两端的内壁镗孔至43600. + 10;
2不锈钢管两端加工至4360- 0. 1;
3装配、找正同轴度后,在预先打好坡口处( 两段配合端面) 焊接,焊条为CHS0223. 2;
4焊接冷却后,重新测量整根轴的圆跳动度,方法和标准按[2]。
高铁酸盐对气浮藻渣脱水处理的探讨 篇8
1藻渣脱水的技术原理
高铁酸盐复合絮凝药剂是云南大学在高铁酸盐研究的基础上开发的具有多功能净水效能的絮凝剂,它利用电性中和、强氧化和微絮凝的共同作用,让藻渣分子静电吸引力被中和,分子间范德华力被破坏,使得藻渣颗粒间隙萎缩、变小,聚集在一起,聚合成团状并相互挤压,在离心力或外力的作用下,脱去水分[2]。
本项目工艺过程分为两个阶段,即预处理藻渣生成阶段和藻渣饼生成阶段。第一阶段是采用高铁酸盐复合药剂作为藻渣预处理的絮凝剂,藻
渣与高铁酸盐絮凝剂经过搅拌生成预处理藻渣;第二阶段是预处理藻渣混合悬浮液经箱式压滤机压滤后形成藻渣饼,实现藻渣的固液分离。
2工艺流程
藻渣脱水工艺流程见图1。
箱式压滤机具备运行条件后,打开原藻渣钢槽放渣管阀门,藻渣水混合物通过管道流到混合搅拌钢槽反应。根据絮凝剂配方要求,加入规定的高铁酸盐复合药剂,并启动搅拌装置进行搅拌。搅拌反应时间约40 min后,启动压滤机给料泵,将预处理藻渣送到压滤机进行初压滤。初压滤时间约80 min后,压滤机出水阀流水很少时,再开启压缩空气进行滤板鼓膜,进行第2次压滤。时间约40 min后,压滤机出水阀再次流水很少时,进行滤饼卸料。滤饼通过车辆运到指定地点堆放。部分溢流水流到集水池,按时用潜水泵送到原藻渣钢槽下方的储水池。压滤水通过管道排入储水池,再用清水泵打到气浮池循环利用
3关键设备
厢式压滤机、藻渣泵是气浮藻渣脱水处理其核心设备。本项目每天处理藻渣30 t,选用过滤面积为100 m2的厢式压滤机,滤布为0.075 mm(200目)丙纶滤布。
藻渣泵选用SYC型压滤机给料泵或G40-2型螺杆泵,两种泵流量为12.5 m3/h,扬程为80~100 m。两种泵都具有结构简单、性能稳定,高扬程工作时无泄漏等优点,能满足压滤机工艺流程中输送温度为-10~120℃带有颗粒的各种腐蚀性液体浆料。
4运行情况
经过为期二个月试生产,藻渣含水率从98%降为≤60%。藻渣脱水前后水质分析数据见表1所示。
5经济和社会效益
每天处理30 t藻渣,回收工艺水12 t,按2.5元/t计,每天节约工艺水30元,每年节约工艺水费1.08万元。该项目不仅可以得到可以返回原池回用的清水,取得一定经济效益,而且更重要的是实现了零排放,符合政府要求企业必须实现废水零排放的环保要求。下一步围绕如何选择絮凝剂,最大限度降低生产成本而努力。
6结论
利用高铁酸盐作为藻渣脱水剂,可使藻渣含水率从98%降到≤60%。实现了藻渣固液分离,固体滤饼方便运输和堆存,滤液全部回收,实现废水零排放。
参考文献
[1]王家强,李应.中轻依兰(集团)有限公司30t/a藻渣脱水处理实施方案[M].昆明:中轻依兰(集团)有限公司,2012-04-25.
磷酸盐处理 篇9
一、实验部分
1、试剂与仪器
本实验所用氨氮废水均为模拟氨氮废水, 采用磷酸氢二钠和氯化镁作为磷和镁源。
2、实验过程
在500mL烧杯中配制200mL浓度为2000mg/L氨氮模拟废水, 加入相应量Na2HPO4·l2H2O至全溶, 再加入相应量MgCl2·6H2O。在可控温的磁力搅拌器机上进行搅拌。再用5mol/L的Na0H溶液调节pH。反应一段时间后, 过滤, 取滤液测剩余氨氮、磷和镁的浓度。
二、结果与讨论
1、pH值对氨氮处理效果的影响
在反应温度为室温, 反应时间为1h, Mg:P:N=1.0:1.0:1.0, 物质浓度为0.12mol/L (氨氮浓度2000mg/L) , 沉淀剂以固体方式加入, 陈化时间为20min, 不同pH值条件下考查了脱氮效果 (见图2-1) 。可以看出在pH=9.0~10.0[3]范围内都有比较好的脱氮效果, 尤其在pH=9.5时, 相对更好。不同的pH值脱氮的效果之所以差别很大, 是因为溶液的pH值不同, 会影响磷酸盐和氨氮的存在形式。如果反应体系的pH值太低, MgNH4PO4·6H2O会溶解, 并且在H+作用下, 反应会向逆反应方向进行, 容易生成Mg (H2PO4) 2沉淀;如果pH值太高, 一是废水中的氨氮会生成氨水而损失掉, 二会生成溶度积更小的Mg3 (PO4) 2沉淀以及Mg (OH) 2沉淀, 都不利于MgNH4PO4·6H2O的生成。
2、反应时间对氨氮处理效果的影响
在上述相同条件下, 改pH=9.5, 考查不同反应时间对脱氮除磷的效果。脱氮除磷效果。研究表明, 不同反应时间的脱氮效果相差不大。由Mg2+, NH4+, PO43-三种离子生成MgNH4PO4·6H2O沉淀的化学反应速率很快, 在试验的过程中观察到随着镁盐的加入, 立即就能观察到白色浑浊现象。但试验的过程中观察到在反应时间为5min、15min沉淀的沉降速度很慢, 沉淀较疏松。随反应时间增加沉淀的沉降速度明显较快, 高于30min时所得到的沉淀颗粒较大, 沉淀结实。反应时间再加长, 变化不是很明显。另外反应时间太长, 会造成晶体颗粒的破裂, 也会使沉淀颗粒变小。由上面的试验结果可以得出, 反应时间为30 min左右比较适宜。
3、Mg:P:N配比对氨氮处理效果的影响
在反应温度为室温, pH=9.5, 氨氮浓度为0.12mol/L (2000mg/L) , 反应时间为30min, 沉淀剂以固体方式加入, 陈化时间为20min, Mg:P:N的比值不同时脱氮效果 (见图2-2) 。为了使磷酸盐在溶液中的残留量尽量少, 以免在处理氨氮的同时成为二次污染。根据溶度积规则, 需提高镁离子的用量, 但从成本方面考虑也不能太高, 太高也会影响出水的含盐量, 给后续的处理带来麻烦。
试验结果可以看出, 随着镁盐和磷酸盐配比升高, 氨氮的去除率显著增大, 并且镁盐配比越大, 氨氮的去除率越高, 但增大不是很显著。增大镁盐配比的同时, 也适当增大磷酸盐配比, 氨氮的残留量降低比较显著。但镁盐配比太高和磷酸盐配比太高都得不到好的脱氮除磷效果, 而且出水盐量会增加。从图中可以看出当Mg:P:N为1.3:1.1.0:1.0时脱氮除磷效果最佳。
结论
化学沉淀法脱除废水中的氨氮是一种工艺简单、反应迅速、净化率高的新技术, 尤其适用于高浓度氨氮废水的处理, 可作为生物脱氮技术的有效补充。研究表明:在室温的条件下, 反应时间30min左右, Mg:P:N摩尔配比为1.3:1.1:1.0, 在pH=9.0~10.0范围内, 尤其在pH=9.5时脱氮效果最好。
摘要:本文主要研究化学沉淀法脱除废水中高浓度的氨氮。该实验是在NH4CI配制的氨氮模拟废水中, 投加Na2HPO4·l2H2O和MgCl2·6H2O作为镁和磷源, 考察搅拌时间、反应pH值、Mg:P:N配比等因素对该工艺氨氮去除效果的影响。试验表明, pH=9.5, Mg:P:N=1.3:1.1.1:1.0, 反应时间为30min时脱氮效果最好。
关键词:磷酸铵镁,化学沉淀法,高盐废水,氨氮
参考文献
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磷酸盐处理 篇10
亚硝酸盐是一类广泛存在于土壤、水体和植物中的含氮化合物。在食品工业上亚硝酸盐还被用作食品添加剂和防腐剂, 硝酸盐可以增加食物的色泽和杀死肉类中的肉毒梭状芽孢杆菌。在人体中亚硝酸盐可以将正常的血红蛋白 (Hb) 氧化为不具有输氧能力的高铁血红蛋白 (met Hb) , 从而降低血液的输氧能力。当met Hb浓度占到Hb浓度的10%时, 人会出现高铁血红蛋白症, 出现头晕、乏力、恶心、心跳加速、呼吸困难和紫绀等症状, 更高浓度的亚硝酸盐会引起窒息甚至死亡。低浓度的亚硝酸盐会在人的胃里面与胺类或者酰胺类化合物反应生成N-亚硝基化合物, N-亚硝基化合物在胃中直接诱发肝癌1。长期食用含有亚硝酸盐的食物或者饮用含有亚硝酸盐的水对人有致癌作用。因此研究食物当中的亚硝酸盐含量对预防其对人体的危害具有积极的作用。
2 实验部分
2.1 原理
亚硝酸盐在酸性条件下, 可以与对氨基苯磺酸发生重氮化反应生成重氮盐, 此重氮盐再与盐酸萘乙二胺发生偶合反应, 生成紫红色偶氮化合物2, 3, 反应液颜色深浅与亚硝酸盐含量成正比, 在538nm处检查其吸光度可以定量检查亚硝酸盐的含量。
2.2 仪器和材料
7 2 2型紫外可见分光光度计, 上海精科;PHSJ-5型p H计, 上海仪电科学仪器股份有限公司;2cm石英比色皿;50ml玻璃比色管;盐酸 (分析纯) ;盐酸萘乙二胺 (分析纯) ;对氨基苯磺酸 (分析纯) ;亚硝酸钠 (分析纯) ;次氯酸钠 (分析纯) 实验中所有的玻璃器皿使用前均用4%盐酸溶液浸泡过夜, 纯净水冲洗后使用, 所用化学试剂均为分析纯, 水位双蒸水。
2.3 亚硝酸盐检测方法
用量筒量取40m L自来水样于50m L比色管中, 加2m L0.4%对氨基苯磺酸溶液, 混匀。5min后加入1m L 0.2%盐酸萘乙胺溶液, 混匀放置15min后使用分光光度计测定, 记录538nm处吸光度。
2.4 绘制工作曲线
首先配制200μg/m L的亚硝酸盐标准溶液, 在绘制工作曲线前, 制备5μg/m L的亚硝酸盐标准使用液, 分别吸取0.00 m L、0.20m L、0.50 m L、1.00 m L、1.50 m L、2.00 m L、2.50 m L的标准使用液, 分别置于50 m L比色管中。于标准容量瓶中分别加入对氨基苯磺酸溶液和盐酸萘乙二胺溶液后, 加双蒸水至刻度 (相当于0.0、0.02、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25μg/m L亚硝酸钠溶液) , 摇匀, 于波长538nm处测吸光度, 绘制标准曲线。
3 结果与讨论
3.1 亚硝酸盐标准曲线的绘制
本实验中所用的亚硝酸盐的检测方法为国标规定的分光光度法4, 所以省略检测条件优化的步骤, 按照2.4的操作步骤, 绘制亚硝酸盐的工作曲线, 结果见表1。由表1的数据绘制标准工作曲线, 得出吸光度与亚硝酸盐含量的回归方程Y=0.0158X。
3.2 不同自来水样品中亚硝酸盐含量测定
本次实验自来水水样仅以衢州市区居民饮用水为主, 按照标准曲线的制作步骤进行步骤进行吸光度的测定, 同时检测水样的p H值, 具体检测结果如表2。本次检测样水中的NO2-的检测值均符合G B5749-2006和G B/T8537卫生标准。
通过表2可以看出衢州地区自来水中亚硝酸盐含量有区别但是区别不大, 和以前文献中报道的自来水中亚硝酸盐含量相似5-7, 但是和天然水体中, 如河水和地下水相比, 衢州地区自来水中亚硝酸盐含量要低很多, 河水和地下水中亚硝酸盐含量高与工业和农业生产中, 对水体的污染有关, 随着工业三废的增加和排放, 空气污染水污染加剧, 工业排放的废水中含有大量氮的化合物, 这些物质在自然环境中会进行转化和循环, 称为氨的消化过程。氨的硝化过程指含氮化合物被细菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。而自来水中亚硝酸盐含量低, 是由于自来水在水厂中处理过程中消除了其中大部分的亚硝酸盐。
3.3 次氯酸钠对亚硝酸盐的消除作用
为了验证自来水处理过程中氯气消毒对其中亚硝酸盐含量的影响, 我们在自来水中加入一定量亚硝酸钠, 制备出含有不同浓度亚硝酸盐的自来水样, 然后加入0.04%次氯酸钠稀溶液, 对比检测次氯酸钠加入前后的亚硝酸盐含量变化, 见表3。
从表3中可以看出, 在含有亚硝酸盐的自来水中加入次氯酸钠稀溶液后, 自来水中亚硝酸盐浓度明显降低, 而氯是自来水进行消毒时注意的消毒剂, 以上实验说明在自来水处理过程中氯消毒对于降低自来水中亚硝酸盐的浓度起着重要的作用。
4 结论
本文按照国标方法检测了衢州地区自来水中亚硝酸盐的含量, 通过对9个样品的检测发现衢州地区自来水中亚硝酸盐含量较低, 且都符合国家规定标准, 实验中通过在高浓度亚硝酸盐水样中加入次氯酸钠溶液, 发现次氯酸钠可以降低自来水中亚硝酸盐含量, 说明在自来水处理过程中, 氯气消毒对亚硝酸盐的消除具有重要的意义。
摘要:亚硝酸盐对人体的健康有着重要的影响, 研究水中亚硝酸盐的含量和消除方法具有重要的意义, 本文以国标的方法绘制亚硝酸盐标准工作曲线, 检测衢州地区自来水中亚硝酸盐的含量, 并试验次氯酸钠对自来水中亚硝酸盐的消除作用。
关键词:自来水,亚硝酸盐,氯
参考文献
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