水处理絮凝工艺强化及颗粒形态控制技术研究

摘要

混凝是常规水处理过程中不可缺少的基础工艺,对水厂的运行费用及整个水处理的最终结果都有很大的影响,是水处理研究方向的主要分支之一。现阶段关于混凝过程的试验研究,大多采用的为烧杯试验,与实际水处理工艺中的混凝过程有所区别,只适合于理论研究与分析,而模型试验能较好的模拟反映实际水处理工艺中的混凝过程。在实际的水处理工艺运行中,大多关心的是絮凝效果的好坏,很少研究絮凝过程内部变化规律。采用模型试验研究不同试验条件下絮凝过程中的内部变化规律能很好地指导实际运行并进行优化控制。
　　本课题采用中试模型试验,模拟机械絮凝池絮凝流程的动态变化,进行流程的动态研究与优化控制。试验中采用聚合氯化铝为絮凝剂,利用在线浊度仪、颗粒计数仪及电子摄像机作为监控手段,以浊度、颗粒数等监测指标及粒度分布、分形维数、平均粒径等推导所得指标作为分析基础,得到絮凝内部流程变化规律及不同试验条件对絮凝流程的影响情况。
　　试验中为模拟实际水厂并进行优化控制,主要针对水厂常见的常规工艺参数、负荷冲击情况进行了研究分析,并采用破碎再恢复技术对絮凝过程进行强化。研究发现,常规工艺条件下模拟试验最优絮凝效果为聚合氯化铝投加量30mg/L、水力搅拌条件第一格絮凝池250r/min、第二格絮凝池150r/min、第三格絮凝池90r/min下最优,絮凝连续流程中大于7μm的颗粒形态可以用来衡量絮凝效果,数量越多,效果越好,对絮凝连续流程中第一格絮凝池与第二格絮凝池之间的流程颗粒形态进行有效控制对浊度及颗粒的去除作用明显;冲击负荷下,机械絮凝池抗冲击负荷能力较强,在常规流程下对低温低浊水处理效果达不到理想要求,综合分析发现粒度分形维数与几何分形维数可以互相补充不足,好的絮凝过程二者的值均较大。
　　在研究破碎强化低温低浊水混凝过程中,发现絮凝连续流程加入一次破碎会有更好的絮凝效果,破碎重组后的絮体会更小更密实。二次破碎与一次破碎相比,对絮凝连续流程的絮凝效果影响更大,出水效果更好且破碎重组后的絮体较一次破碎密实度有所增大,尺寸有所减小。二次破碎较一次破碎出水水质更为稳定,一次破碎较常规流程出水水质更为稳定。

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第1章 绪论

1.1课题背景

1.2分形理论在絮凝中的应用

1.3絮体破碎研究现状及介绍

1.4研究意义及研究内容

第2章 试验设备与研究方法

2.1试验材料与设备

2.2试验方法与流程

2.3试验分析软件的应用

2.4试验分析指标及其计算方法

2.5试验设计及条件优化

2.6本章小结

第3章 动态絮凝过程工艺参数优化研究

3.1引言

3.2絮凝剂对动态絮凝过程的影响

3.3速度梯度配比选择过程

3.4速度梯度分布对动态流程的影响

3.5本章小结

第4章 动态絮凝过程工艺抗冲击能力研究

4.1引言

4.2进水浊度变化对动态流程负荷影响研究

4.3进水流量变化对动态流程作用分析

4.4本章小结

第5章 破碎对低温低浊水动态絮凝过程影响研究

5.1引言

5.2低温低浊水一次破碎絮凝过程效能研究

5.3低温低浊水二次破碎絮凝过程效能研究

5.4破碎对水质稳定性的影响

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢