变流速双层斜板混凝沉淀工艺强化运行研究

摘要

目前，对常规水处理工艺的优化改造，仍是应对饮用水安全问题的重要手段之一。而常规工艺中，沉后出水细小颗粒残余量较大的问题，不仅会增加后续处理工艺的负担，而且将留下潜在的饮用水安全隐患。变流速双层斜板混凝沉淀工艺，因内部形成的具有一定厚度的絮体颗粒动态悬浮区域，可增强对小颗粒絮体的去除能力。因此，以该工艺为基础，开展工艺强化技术研究，进一步凸显絮体颗粒动态悬浮区域的工艺优势，具有重要意义。
　　采用浊度、颗粒总数、UV254去除率、溶解性铝含量、特征颗粒所占比重以及粒度分形维数等检测及分析指标，对不同铝盐絮凝剂（PACl、AlCl3和PACl20）条件下沉淀池底泥回流、机械破碎及破碎后投加絮凝剂或助凝剂的工艺强化方式给工艺出水水质带来的影响进行研究。并分析不同工艺强化方式下，混凝出水絮体颗粒特性、动态悬浮区性能的变化规律及其内在联系。
　　试验研究结果表明三种铝盐絮凝剂在特定的工艺强化条件下，均可实现工艺出水水质的改善。其中，以PACl为絮凝剂时，在沉淀池底泥一二次回用、后期成长阶段机械破碎、破碎后投加4mg/L以下的絮凝剂、以及破碎后投加硅藻土或是3mg/L以下的聚丙烯酰胺的强化条件下，工艺出水颗粒指标将有明显降低，所能达到的最低出水浊度分别为1.7NTU、5.0NTU、4.1NTU、2.7NTU和2.2NTU，同时腐殖酸去除效率也会略有提升。当絮凝剂为AlCl3时，在沉淀池底泥一次回用、后期成长阶段机械破碎、破碎后投加10mg/L以下的絮凝剂、以及破碎后投加2mg/L以下的聚丙烯酰胺的强化条件下，工艺出水的颗粒指标、腐殖酸去除率均有一定程度的改善，所能达到的最低出水浊度分别为5.5NTU、7.0NTU、6.8NTU、4.9NTU。而对于PACl20，在沉淀池底泥一次回用、破碎后投加硅藻土或是3mg/L以下的聚丙烯酰胺的强化条件下，工艺对悬浮颗粒物及有机物的去除能力会有一定幅度的增强，所能达到的最低出水浊度分别为5.4NTU、6.7NTU、4.5NTU。但三种铝盐絮凝剂条件下的沉淀池底泥回流以及破碎后投加助凝剂（硅藻土或聚丙烯酰胺）的工艺强化方式，可能会带来出水溶解性铝含量较高的问题。
　　试验研究后认为大粒径絮体颗粒在动态悬浮区以不断累积或是脱落更新的方式与悬浮微小颗粒作用，动态悬浮区内大粒径絮体颗粒所占比重、存在范围及密实程度是影响其处理能力的主要因素，而动态悬浮区的性能将受到混凝出水颗粒分布情况及密实程度的影响。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 混凝沉淀理论基础及研究现状

1.3 给水处理工艺强化技术研究进展

1.4 分形理论在给水处理工艺研究中的应用

1.5 课题意义及研究内容

第2章 试验材料与方法

2.1 试剂说明与实验设备

2.2 水质指标测定方法

2.3 试验指标分析方法

2.4 反应器运行参数

第3章 底泥回流对工艺运行效果的强化作用研究

3.1 底泥回流强化条件下工艺出水水质特性试验研究

3.2 底泥回流强化对工艺运行过程的影响研究

3.3 底泥回流强化对颗粒动态悬浮区性能的影响研究

3.4 本章小结

第4章 破碎后再次投加絮凝剂对工艺运行效果的强化作用研究

4.1 破碎后再次投加絮凝剂对工艺出水水质的影响研究

4.2 不同铝盐絮凝剂对混凝阶段强化效果的影响研究

4.3 破碎后再次投加絮凝剂对颗粒动态悬浮区性能的影响研究

4.4 本章小结

第5章 破碎后投加助凝剂对工艺运行效果的强化作用研究

5.1 破碎后投加助凝剂对工艺出水水质的影响研究

5.2 不同助凝剂对混凝阶段强化效果的影响研究

5.3 破碎后投加助凝剂对颗粒动态悬浮区性能的影响研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢