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高效固液分离器应用于饮用水处理

作　者: 汤建新
导　师: 黄廷林
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 结团絮凝 高效固液分离器 低浊度水处理 污泥回流 丙烯酰胺残留量
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


面对日益加剧的水源污染和水资源短缺问题,开发和研究有效的水处理技术来提高供水水质已成为水处理领域的重要研究课题。近几年以来,国内外研究者围绕这一方面开展了许多研究和开发工作,并开发出了一系列处理技术。本文利用污泥回流方法进行了烧杯实验,并开展了高效固液分离器的动态实验研究。另外,确立了丙烯酰胺的检测方法,及进行水中残留丙烯酰胺的检测实验。(1)烧杯实验:当模拟污泥回流时,PAC的投量不宜超过5 mg/L,当超过此数值时,在慢速搅拌阶段,即使PAM投量增加,也不能使絮体继续成长,絮体粒径只能保持在2mm左右,且水中存在絮体碎片,混凝效果差。在相同的PAC、PAM投加量以及相同的污泥回流量下,原水浊度越高,处理效果越好。通过测定污泥回流后处理效果差的水中ζ电位,发现实验中处理后水样的ζ电位低于-10mV时,烧杯中絮体继续成长能力低,处理效果较差。(2)动态试验:在上升流速为30cm/min,进水浊度为10-20NTU条件下,适宜的混凝组合工艺为两个静态混合器加长度为70m的管式反应器,PAM最佳投量为0.5,PAC最佳投量为6 mg/L,最佳污泥回流量为586g/h-667g/h,高效固液分离工艺的出水浊度在2NTU左右。通过改变PAM的投加点以及停止高效固液分离器内搅拌桨的工作,出水浊度达到0.7-0.8NTU,效果十分明显。(3)丙烯酰胺测定方法:先从萃取方式进行了选择,确定了使用活性炭超声萃取。从萃取用活性炭的用量,洗脱剂体积等方面对活性炭萃取丙烯酰胺方法进行优化,并对GC检测方法进行了优化。结果表明将活性炭超声萃取与GC检测技术结合建立的方法检测丙烯酰胺具有较好的重现性、精密度和回收率。虽然回收率较低,但是回收率十分稳定,基本保持在65%左右,可做定量分析。通过静态试验,选取了5种不同PAM,检测了其AM单体含量,部分国内的PAM中AM残留量不能达到国家标准。通过搅拌实验与PAC投加实验,得出以下结论:PAC投加与否对AM残留量没有明显的影响,普通混凝搅拌条件下PAM基本不会由于高分子键断裂产生新的AM单体。在实际动态运行当中,实验人员选择了分子量为1200万、单体残留量为0.022%的PAM。当PAM投量在1mg/L以内时,由于悬浮层的接触吸附作用,水中AM被吸附去除。由于检测限原因未能检测出水中AM单体残留量。当PAM投量增至1.6mg/L,固液分离器内逐渐产生大体积,低密度絮体,悬浮层遭到破坏,出水中存在一定量的絮体碎片,此时检测出AM含量为0.137μg/L。可能是为悬浮层遭到破坏,悬浮层中部分AM被释放。但出水中AM含量仍符合我国《生活饮用水卫生规范》(2006)的规定。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-22
  1.1 国内外饮用水常规处理技术现状与发展趋势  11-19
    1.1.1 饮用水常规处理技术及其局限性  11-12
    1.1.2 国内外饮用水处理技术简介  12-19
  1.2 国内外助凝剂PAM消费情况  19-20
  1.3 课题主要研究内容及创新点  20-22
    1.3.1 课题研究内容  20-21
    1.3.2 创新点  21-22
2 结团絮凝工艺的原理  22-29
  2.1 结团絮凝工艺原理  22-25
    2.1.1 工艺原理简介  22-23
    2.1.2 初始粒子的形成  23-24
    2.1.3 造粒阶段  24
    2.1.4 固液分离阶段  24-25
  2.2 结团絮凝悬浮层  25-26
  2.3 高效固液分离器饮用水处理的适应性评价  26-29
    2.3.1 高效固液分离技术的特点  26-27
    2.3.2 高效固液分离技术应用于饮用水处理的适应性  27-29
3 静态试验  29-35
  3.1 实验目的  29
  3.2 试验方法与实验内容  29-30
  3.3 实验结果及分析  30-33
  3.4 小结  33-35
4 高效固液分离器用于饮用水处理的研究  35-47
  4.1 实验目的  35
  4.2 实验内容  35
  4.3 实验装置  35-36
  4.4 混合设备组合的优选及其他参数的优化  36-41
    4.4.1 不同混合设备的组合  36-37
    4.4.2 PAC投加位置及最佳投量的确定  37-38
    4.4.3 PAM投加位置及最佳投量的确定  38-40
    4.4.4 强制搅拌转速对出水浊度的影响  40
    4.4.5 污泥回流点的确定及最佳回流量  40-41
  4.5 PAM与PAC对工艺处理效果的影响  41-44
    4.5.1 PAM的投加对处理效果的影响  41-43
    4.5.2 PAC的投加对处理效果的影响  43-44
  4.6 高效固液分离器与增效澄清池实验效果对比  44-45
    4.6.1 增效澄清池实验效果  44-45
    4.6.2 高效固液分离器与增效澄清池对比  45
  4.7 PAM投加条件改变后高效固液分离器处理效果研究  45-46
  4.8 小结  46-47
5 丙烯酰胺毒性及分析方法的确立  47-57
  5.1 概述  47-48
  5.2 丙烯酰胺的毒性  48-49
    5.2.1 丙烯酰胺的神经性毒性  48
    5.2.2 丙烯酰胺的致癌性  48
    5.2.3 丙烯酰胺的其他不良影响  48-49
  5.3 丙烯酰胺检测方法的建立  49-52
    5.3.1 实验部分  49
    5.3.2 结果与讨论  49-52
  5.4 PAM中丙烯酰胺单体试验研究  52-55
    5.4.1 PAM中丙烯酰胺含量测定  52-54
    5.4.2 水中丙烯酰胺含量的测定  54-55
  5.5 小结  55-57
6 结论与建议  57-59
  6.1 结论  57-58
  6.2 建议  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录  63

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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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