带有新型强化絮凝装置的下向流沉淀设备的研究

摘要

目前，我国尚有3亿多农村居住人口饮用水未达安全标准，中西部地区占80％。因此，从2005年起我国就启动农村饮水安全工程，争取能够早日解决农村饮水的安全隐患问题。而集成净水设备因其占地面积小、投资成本低、运行管理方便和出水水质好的特点适宜在广大农村地区使用，成为近年来净水技术研究中的热门课题。
　　论文的研究是基于对新型强化絮凝装置独特的水力搅拌方式和新型斜板集水性能优化的实验研究后而开发的一种新型强化絮凝沉淀设备。与其它运用新型斜板沉淀技术的集成净水设备相比，具有絮凝流程长，形成的微涡旋充分、易于控制絮凝时间与流速梯度、沉淀池布水均匀、设备高度较小，安装方便等优点，实际运行实验表明该设备能够稳定高效的运行，具有较高的实际应用价值。
　　论文的主要研究内容和结论如下：
　　在新型强化絮凝装置的开发研究中采用外环絮凝区结合中心絮凝区的絮凝方式；外环絮凝区平均分为八格，水流上下折返沿逆时针流动，原水经过水通道进入中心絮凝区完成进一步絮凝，絮凝时间达15min；每格过水通道布置若干强化网格，提高水力搅拌性能。
　　在下向流斜板的优化研究中，采用果壳微粒和长江底泥配制模拟原水，对两种斜板的泥水分离效果和出水水质进行对比，结果表明45°斜板处理效果优于60°斜板，将在研究开发的新型设备中应用。
　　在处理长江原水评价设备的实际应用性能的研究中发现：在设计流量时，平均出水浊度能够稳定在2.7NTU以下，平均去除率95%左右，出水CODMn平均浓度为1.4mg/L；出水UV254平均值为0.035 cm-1；在低负荷运行时，出水平均浊度为2.17NTU，浊度平均去除率达到97.8%；出水CODMn的平均浓度为1.47mg/L，平均去除率为44.19%；出水UV254平均值为0.037cm-1，平均去除率42.3%。高负荷运行时，出水平均浊度为2.75NTU，平均去除率为95%；出水CODMn平均浓度为1.54mg/L，平均去除率35.2%；出水UV254平均值0.038cm-1，平均去除率33%。出水水质均能达到GB-5749(2006)中小型净水设备出水水质的要求。
　　不同流量下设备去除效果的对比分析表明：当处理水量增加时，絮凝停留时间，以及沉淀、集水时间的会随之减小，导致设备出水水质有所下降，但均能够达到设计标准，能够满足实际应用中用水不均匀的要求。
　　连续运行实验研究表明，设备每隔10个小时排泥一次能够保持出水水质稳定，同时利用设备上部水压自动排泥，历时15s，管理方便。
　　结合实际应用中的运行管理费以及初期投资的折旧费费用对设备的经济性进行评价，最终分析结果表明设备单位制水成本0.418元/m3，具有较高的价格优势，在中西部经济不发达的乡镇地区，具有广阔的应用前景。

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1 前 言

1.1 我国乡镇地区供水现状

1.2 混凝的研究现状

1.3 新型斜板沉淀技术的发展现状

1.4 新型澄清技术的发展现状

1.5 研究目的、内容、技术路线及意义

1.6 创新之处和拟解决的关键问题

2 单通道斜板的实验研究

2.1 实验材料与方法

2.2 清水集水区的实验研究

2.3 去除浊度的实验研究

2.4 小结

3 新型沉淀设备的设计

3.1 现有集成设备的不足

3.2 新型沉淀设备的创新点

3.3 实验研究的流程

3.4 集成沉淀装置组合工艺和相关参数

4 设备的加工制作及实验安排

4.1 带有新型强化絮凝装置的沉淀设备装置图

4.2 设备材料表

4.3 集成净水设备的加工制造

4.4 新型集成设备运行场地

4.5 实验的研究内容

4.6 实验的进度安排

4.7 实验的检测项目和检测方法

5 沉淀设备的实验研究

5.1 絮凝过程的主要影响因素

5.2 絮凝剂不同投加量对原水处理效果的实验研究

5.3 装置连续生产运行实验研究

5.4集成设备排泥的研究

5.5 小结

6 设备抗冲击负荷的实验研究

6.1 低流量下的实验研究

6.2 高流量负荷下的实验研究

6.3 不同流量负荷下的对比实验研究

6.4 小结

7 集成净水设备的经济指标

7.1 经济指标分析

7.2 单位运行费用

7.3 单位运行费用

8 结论和建议

8.1 结论

8.2 建议

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果