水长期贮存对水质的影响及超声——电凝聚水处理技术研究

摘要

为解决边防分散部队供水保障问题，本文对池塘水、水库水和江河水等原水进行了长期贮存试验研究，在试验研究中不仅对水质进行了常规分析，而且还分析研究了贮存水中有机物的分子量大小、极性和吹脱性等分子特性。针对边防分散部队的用水特点、所处自然环境、人员实际及物质供应保障条件，论文提出并研究了超声—电凝聚水处理新工艺。通过研究得到以下主要结论： 1)在水源水的直接贮存中，浊度和COD均随贮存时间呈指数规律下降，并伴随大肠菌群数的减少，贮存部分改善了水质。 2)对微生物的行为分析表明：长期贮存水中微生物以降低代谢水平、增大比表面积、扩大可利用基质等来适应低营养环境。以异味为代表的贮存水水质恶化，其根源主要是由于真菌、放线菌等微生物的新陈代谢作用所产生的致臭物。 3)随着贮存时间的延长，水中4KD～10KD所占比例升高，而4KD以下的有机物所占比例则下降；水中难吹脱性有机物与水中易吹脱性有机物都减少，且初期下降快后期下降慢，但易吹脱性有机物减少速度快于难吹脱性有机物；水中亲水性有机物所占比例下降，而疏水性有机物所占比例上升，发生了亲水性TOC向疏水性TOC转化。 4)不锈钢与耐酸陶瓷对长期贮存水水质影响较小，而玻璃钢对长期贮存水水质影响很大。 5)超声波能提高电凝聚法去除水中有机物的效率，提高的程度随功率的增加而增大。在电流密度为3A/m2，电极板间距为5mm，停留时间为30min的条件下，电凝聚对TOC去除率为53.57％，施加600W超声波后提高到了73.71％；与单纯的电凝聚法相比，采用超声波—电凝聚处理时，水中各分子量区间有机物的去除率提高了11.73％～39.56％；亲水性和疏水性有机物的去除率分别提高了16.67％和28.30％。 6)电凝聚对水中有机物的去除包括了凝聚、氧化等多种作用的协同效应。电凝聚和超声波--电凝聚对分子量区间在1KD～4KD和100KD～0.45μm的有机物的去除效果优于其它分子量区间的有机物。超声波提高电凝聚法去除水中有机物的效率，其机理主要是超声破坏了电极表面的极化，强化了电凝聚中的传质过程，有助于防止极板结垢。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1本研究的目的和意义

1.2现有研究综述

1.2.1针对贮存中水质变化的研究概况

1.2.2电凝聚水处理技术的研究与应用

1.3问题的提出和主要研究内容

2水长期贮存对水质的影响研究

2.1试验方法

2.1.1试验用水

2.1.2贮存装置与贮存条件

2.1.3试验检测指标及检测方法

2.2长期贮存前后的水质对比分析

2.3长期贮存水中的浊度变化规律

2.4长期贮存水中的COD变化规律

2.5长期贮存水中的细菌学指标变化规律

2.6水贮存中的生化过程分析

2.6.1长期贮存水中的微生物行为分析

2.6.2贮水致臭问题分析

2.7小结

3水贮存中有机物分子特性的变化规律研究

3.1研究背景

3.2试验装置与试验方法

3.2.1试验装置

3.2.2试验方法

3.3长期贮存水中的有机物分子量变化

3.3.1水中有机物分子量聚类分析方法的确定

3.3.2有机物分子量聚类分析试验材料与测定程序

3.3.3试验结果与分析

3.4水中有机物的吹脱性研究

3.4.1水中有机物吹脱性聚类分析试验方法

3.4.2有机物吹脱性聚类分析试验材料与测定程序

3.4.3试验结果与分析

3.5水中有机物在贮存过程中分子极性的变化

3.5.1水中有机物的极性聚类分析试验方法

3.5.2有机物极性聚类分析试验材料与测定程序

3.5.3试验结果与分析

3.6浊度、细菌总数与有机物的相关性分析

3.7长期贮存水中有机物分子特性受贮存容器材质的影响研究

3.7.1试验方法及水质分析

3.7.2结果与讨论

3.8 小结

4超声—电凝聚水处理技术研究

4.1电凝聚处理技术机理及特点

4.2超声—电凝聚水处理试验设备及方法

4.2.1试验流程

4.2.2试验用水

4.2.3试验装置与器材

4.2.4试验检测指标及测试方法

4.3超声—电凝聚去除贮存水中有机物的正交试验

4.3.1正交试验方案

4.3.2正交试验结果与分析

4.4超声—电凝聚去除水中有机物的效果试验

4.4.1有超声波和无超声波的电凝聚去除贮存水中TOC的对比试验

4.4.2超声—电凝聚对不同分子量有机物的去除效果

4.4.3超声—电凝聚对不同极性有机物的去除效果

4.5超声场对电凝聚电流电压的影响试验

4.5.1低电流密度下的电凝聚电流电压

4.5.2高电流密度下的电凝聚电流电压

4.6超声场对电凝聚铝阳极表面的影响

4.7超声波强化电凝聚去除有机物的机理分析

4.8小结

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

致 谢

参考文献

附录：在攻读博士学位期间的主要研究成果及发表的论文

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