接触过滤-颗粒活性炭吸附-超滤工艺处理微污染水源水研究

摘要

饮用水水源微污染问题的加剧，饮用水标准的提高以及人民对饮用水要求的严格，使得以去除水中悬浮及胶体物质为主，以出水的浊度、色度和细菌总数为工艺控制主要目标的传统水处理工艺越来越难以确保饮用水的安全。此外，由于经济条件的限制，城市的安全饮用水技术在小城镇不适用等因素，使我国小城镇的饮用水处理水质问题尤为突出，严重制约着小城镇经济和社会的全面发展。因此，研究开发适合小城镇的饮用水处理工艺势在必行。 针对我国小城镇的特点，设计开发了接触过滤一颗粒活性炭吸附一超滤联合的水处理装置来处理微污染原水。详细阐述和分析了该装置的特点以及设计参数，并使用此装置对长江微污染原水进行处理，分析了装置各部分的出水水质；研究了陶粒滤料滤柱、颗粒活性炭滤柱和超滤膜的清洗情况；对装置进行经济性分析和适用性分析。 通过对不同混凝剂的比较论证，改变混凝剂投加量和改变滤池的滤速，确定在本试验条件下装置的处理水量为1000 L/h，混凝剂投加量为6mg/L为宜，混凝剂选择聚合氯化铝。在此运行工况和试验条件下，装置出水平均浊度为0.08 NTU，去除率为99.9％；出水平均氨氮0.10mg/L，去除率为50.5％；出水平均色度5度，去除率为73.9％；出水平均TOC 0.26mg/L，去除率为89.2％；出水平均COD<,Mn>0.77mg/L，去除率为64.9％；出水细菌数为0 cuf/ml，去除率为100％；出水大肠杆菌数为0个/L，去除率为100％。装置所检测的出水水质均达国家饮用水水质标准的要求，对保障小城镇的饮用水安全有着重要的现实意义。 陶粒滤料滤柱反冲洗周期为10～12h，采用气水反冲洗。颗粒活性炭滤柱反冲洗周期为7～10天，采用水力反冲洗。超滤膜采用死端过滤方式，物理清洗方式采用水力反冲洗，试验第一个月每2h反洗一次，以后每1h反洗一次。在试验进行到1个月和3个月时对超滤膜进行了化学清洗，两次清洗的化学试剂不同，但清洗效果均非常显著。 试验装置的投资费用为429.57元/(m<'3>/d)，运行费用为1.23元/m<'3>，占地面积1.2m<'2>，方便拆装，在我国小城镇中具有较强的适用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的研究背景

1.1.1我国水资源与水环境污染状况

1.1.2微污染水体中主要污染物质

1.1.3我国饮用水水质标准的发展

1.1.4常规水处理工艺的局限性

1.2饮用水的膜分离技术

1.2.1膜技术发展概况及分类

1.2.2膜技术的费用调查

1.2.3超滤膜的分离机理及操作方式

1.2.4超滤膜技术在饮用水处理方面的应用

1.2.5超滤膜在饮用水处理方面存在的问题

1.2.6超滤膜前预处理技术

1.3课题研究的目的和意义

1.4课题研究的内容

2试验装置及试验条件

2.1装置工艺流程

2.2装置各组成部分的设计参数

2.2.1接触过滤

2.2.2颗粒活性炭吸附

2.2.3超滤膜

2.2.4装置的运行

2.3试验条件

2.3.1原水水质

2.3.2检测项目和方法

2.3.3技术路线

3预处理工艺参数的确定

3.1引言

3.2混凝剂的选择

3.3混凝剂投加量的确定

3.3.1浊度的去除

3.3.2高锰酸钾指数(CODMn)的去除

3.4陶粒滤柱滤速的确定

3.5本章小结

4试验结果及分析

4.1装置对浊度的去除

4.2装置对有机物的去除

4.2.1装置对色度的去除

4.2.2装置对CODMn的去除

4.2.3装置对总有机碳(TOC)的去除

4.3活性炭去除有机物的机理

4.4含氮污染物浓度的变化

4.4.1装置对氨氮的去除

4.5装置对微生物的去除

4.6本章小结

5试验装置的反洗研究

5.1膜前预处理装置的反洗

5.1.1陶粒滤料滤柱的反洗

5.1.2活性炭滤柱反洗

5.2超滤膜的清洗

5.2.1超滤膜清洗技术

5.2.2物理清洗方法

5.2.3化学清洗方法

6膜装置经济指标与适用性分析

6.1经济指标分析

6.1.1单位投资费用

6.1.2运行费用

6.2适用性分析

7结论与建议

7.1结论

7.2建议

致 谢

参考文献

附 录