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以炭砂滤池为核心的净水组合技术研究

作　者: 陈娇
导　师: 张岩；杨艳玲
学　校: 北京工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 炭砂滤池 嗅味 强化混凝 高锰酸钾 粉末活性炭污泥回流
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


我国东江流域地区饮用水水源存在微污染问题,特别是在频繁爆发的水源水季节性和突发性污染事件中,微量有机物、氨氮和嗅味问题严重威胁了当地居民的生活饮用水卫生安全。传统的常规水处理工艺对微量有机物、氨氮和嗅味的去除效果有限。本文在实验室条件下模拟东江水源,考察强化混凝、预氧化、粉末炭污泥回流与炭砂滤池组合工艺对原水中浊度、有机物、嗅味（2-MIB、GSM）和氨氮的综合去除特性,以寻找一种适合东江水质的短流程深度处理工艺,得出以下实验结论:（1）采用SPME-GC/MS联用对GSM和2-MIB测定方法进行改进,结果表明,最佳固相微萃取条件为:萃取时间40min,萃取温度65℃,NaCl加入量1.0g;气质联机升温条件为: 50℃时保持1min,再以10℃/min升至100℃保持0.15min,接着以5℃/min升至240℃。改进方法对GSM和2-MIB的检出限分别达0.02、0.4ng/L。（2）强化混凝与炭砂滤池联用工艺研究结果表明:增加混凝剂的投量或降低原水的pH值均能有效提高混凝效果。不改变原水pH值,当聚合氯化铝、三氯化铁的投量分别为25mg/L、30mg/L时,浊度、嗅味和UV254去除效果最佳。过量的混凝剂会导致浊度去除率的反弹。聚合氯化铝的强化混凝效果优于三氯化铁。改变原水pH值比增加混凝剂的投加量更能改善嗅味的去除效果。石英砂滤柱受混凝剂投加量和原水pH影响较小,可有效提高浊度和UV254的去除率,但不能有效去除嗅味。炭柱能有效去除剩余UV254和嗅味,但由于滤后水中残留小分子颗粒物和氨氮难以被进一步去除,出水浊度难以进一步降低。（3）预氧化与炭砂滤池联用工艺研究结果表明:高锰酸钾具有助凝作用,与混凝剂联用时更能有助于去除浊度、嗅味和UV254。聚合氯化铝、三氯化铁为混凝剂时,高锰酸钾分别投加0.7mg/L、1.0mg/L混凝效果最佳。氨氮的去除率随着高锰酸钾投量的增加而持续升高,但过量的高锰酸钾会导致出水浊度、嗅味和UV254的去除率出现反弹。石英砂滤柱能有效去除水中剩余浊度和UV254,同样不能有效提高对氨氮和嗅味的去除率。炭层对UV254和嗅味补充去除有显著作用,但出水浊度难以进一步降低。前期砂滤池截留部分嗅味物质,后期颗粒炭补充吸附剩余嗅味物质,两者结合互补,可以有效去除嗅味,出水嗅味均在检测限以下。（4）粉末炭污泥回流与炭砂滤池联用工艺表明:采用活性炭污泥回流方法可行。长时间的再絮凝过程能提高嗅味、UV254和氨氮的去除率,但由于絮体破碎不可逆性导致浊度去除率降低。聚合氯化铝絮体破碎之后的再生性能优于三氯化铁。混凝剂为聚合氯化铝、三氯化铁时,粉末炭回流到絮凝初端均取得最佳去除效果,其沉后水中2-MIB、GSM以及氨氮均比无粉末炭回流时均有提高,而浊度和UV254则由于絮体破碎不完全再生所致略有下降。石英砂滤柱良好的强化过滤效果,不仅能消除因回流带来的浊度上升的影响,还能有效提高浊度和UV254的去除率。GAC炭柱不仅具有强大的物理吸附和截留性能,还存在有好氧菌生成生物膜,对进水中氨氮进行生物分解,是去除氨氮的主要方法。同时生物作用还能补充去除嗅味物质,经过炭柱出水的嗅味均能降到检测限以下。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 研究背景  10-12
    1.1.1 我国水资源现状  10-11
    1.1.2 我国水资源微污染现状  11
    1.1.3 常规水源的处理技术及局限性  11-12
  1.2 微污染水源水处理现状  12-17
    1.2.1 强化混凝技术  12-13
    1.2.2 预处理技术  13-16
    1.2.3 炭砂滤池深度处理技术  16-17
  1.3 水体嗅味物质的检测现状  17-19
    1.3.1 水中嗅味物质的种类与来源  17-18
    1.3.2 嗅味物质的检测分析  18-19
  1.4 课题背景  19-20
  1.5 研究的目的、意义及主要内容  20-22
    1.5.1 研究的目的及意义  20
    1.5.2 研究的主要内容  20-22
第2章 水中嗅味物质检测方法的确立  22-28
  2.1 测定方法  22-23
    2.1.1 仪器与试剂  22
    2.1.2 顶空固相微萃取方法  22-23
  2.2 实验结果分析  23-26
  2.3 实验总结  26-28
第3章 强化混凝与炭砂滤池组合工艺技术研究  28-42
  3.1 实验水质及指标分析方法  28
  3.2 实验装置及流程  28-29
  3.3 混凝剂投量对组合工艺除污染效果影响  29-34
    3.3.1 对浊度的去除效果研究  29-31
    3.3.2 对嗅味的去除效果研究  31-33
    3.3.3 对UV_(254)的去除效果研究  33-34
  3.4 原水pH 值对组合工艺除污染效果影响  34-39
    3.4.1 对浊度的去除效果研究  34-36
    3.4.2 对嗅味的去除效果研究  36-37
    3.4.3 对UV_(254)的去除效果研究  37-39
  3.5 本章小结  39-42
第4章 预氧化与炭砂滤池组合工艺技术研究  42-52
  4.1 实验水质及分析方法  42
  4.2 实验装置及流程  42-43
  4.3 高锰酸钾不同投加量时实验结果分析  43-49
    4.3.1 对浊度的去除效果研究  43-44
    4.3.2 对嗅味的去除效果研究  44-46
    4.3.3 对UV_(254)的去除效果研究  46-48
    4.3.4 对氨氮的去除效果研究  48-49
  4.4 本章小结  49-52
第5章 粉末炭污泥回流与炭砂滤池组合工艺技术研究  52-66
  5.1 实验水质及指标分析方法  52-53
  5.2 实验装置及流程  53-54
  5.3 粉末炭投加量的确定  54-55
  5.4 聚合氯化铝为混凝剂时实验结果分析  55-60
    5.4.1 对浊度的去除效果研究  55-56
    5.4.2 对嗅味的去除效果研究  56-57
    5.4.3 对UV_(254)的去除效果研究  57-58
    5.4.4 对氨氮的去除效果研究  58-60
  5.5 三氯化铁为混凝剂时实验结果分析  60-64
    5.5.1 对浊度的去除效果研究  60-61
    5.5.2 对嗅味的去除效果研究  61-62
    5.5.3 对UV_(254)的去除效果研究  62-63
    5.5.4 对氨氮的去除效果研究  63-64
  5.6 本章小结  64-66
结论与创新  66-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间发表的学术论文  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程（上水道工程） > 净水工程（给水处理）
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