水厂污泥回流强化低浊微污染水混凝效果试验研究

摘要

湖泊和水库水是典型的低浊微污染饮用水水源，由于颗粒物浓度低、颗粒尺寸小和碰撞和聚集效率低，从而导致混凝处理效果差。近年来，污泥回流工艺广泛用于生产实践，该工艺不仅可以减少净水厂生产废水的排放，并且可以减少药剂的投加量，从而减少污泥量，降低污泥处置费用。因此，污泥回流工艺成为近年来研究的热点。
　　本论文研究了聚合氯化铝、氯化铝、氯化铁、聚合硫酸铁对低浊微污染水的处理效果，并考察粉末活性炭和聚丙烯酰胺(PAM)对聚合氯化铝的助凝效果。结果表明:在高投加量下，氯化铁、聚合硫酸铁混凝效果明显优于聚合氯化铝、氯化铝。粉末活性炭可以有效提高有机物的去除率，而聚丙烯酰胺(PAM)对浊度的去除更为有效。
　　研究了聚合氯化铝水解形态对污泥回流效果的影响，并考察了铁盐混凝剂的回流效果。并通过考察浊度、有机物、污泥回流比、回流位置对于污泥回流效果的影响，并对污泥回流工艺进行优化。结果表明:与常规工艺相比，以电中和为主要混凝机理的PAC20（高Alb含量），在污泥回流后，出水浊度升高，由于PFS和FeCl3有较强的吸附架桥能力，使得出水浊度降低，聚合氯化铝中的Alc有利于改善污泥回流效果，污泥回流工艺不能提高溶解性有机物的去除率。总溶解性残余铝含量与混凝过程中Ala的含量有直接的关联并且污泥回流并没有造成残余铝的富集。当污泥回流位置在混凝剂投加之前时，其混凝效果明显优于其他回流位置，当污泥回流倍数为0.5时，出水浊度最低，随着回流倍数的增加会导致出水浊度的升高甚至比未回流时出水浊度还高。
　　通过图像在线采集系统对絮体进行实时观测，主要研究了聚合氯化铝水解形态及铝盐和铁盐污泥回流对絮体形成、破碎再絮凝的影响。研究表明:含Alb含量高的PAC20絮体的生长速度慢且形成絮体的粒径小，不利于絮体的沉降，但絮体的强度大，结构密实，水解后Alc含量高的药剂，由于分子量较大，架桥能力强，形成絮体的粒径较大，但絮体絮体强度低。污泥回流后絮体发生了破碎，其絮体结果发生了破坏，再絮凝能力下降，破碎的絮体通过混凝剂的吸附架桥作用，才能够使其重新聚集在一起。与常规工艺相比，污泥回流后絮体的强度降低，絮体恢复因子与混凝剂有关，絮体的恢复因子与污泥回流对浊度的去除效果有较好的相关性。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 水资源现状

1．2 混凝机理及混凝剂简介

1．2．1 混凝机理

1．2．2 混凝剂简介

1．3 絮体形态学

1．3．1 絮体分形理论简介

1．3．2 絮体分形理论在混凝过程中的运用

1．4 污泥回流工艺研究现状

1．5 课题来源、背景及主要研究内容

1．5．1 课题来源

1．5．2 研究背景及意义

1．5．3 主要研究内容

第2章 试验材料与分析方法

2．1 试验材料和试验装置

2．1．1 水样及药剂配置

2．1．2 聚合氯化铝的制备及其形态测定

2．1．3 试验装置及运行参数

2．2 试验分析方法

2．2．1 水质检测指标及测定方法

2．2．2 絮体形态分析方法

第3章 常规工艺处理低浊微污染水研究

3．1 铝系、铁系混凝剂混凝效果对比

3．1．1 出水浊度与絮体Zeta电位

3．1．2 对有机物的去除效果

3．2 粉末活性炭(PAC)对混凝效果的影响

3．2．1 对出水浊度的影响

3．2．2 对有机物去除效果的影响

3．3 PAM对混凝效果的影响

3．3．1 对出水浊度的影响

3．3．2 对有机物去除效果的影响

3．4 本章小结

第4章 污泥回流强化低浊微污染水混凝效果及作用机制试验研究

4．1 聚合氯化铝水解过程中的形态研究

4．1．1 不同投加量下聚合氯化铝形态分布

4．1．2 不同pH下聚合氯化铝水解形态分布

4．2 不同碱化度聚合氯化铝污泥回流效果对比

4．2．1 不同投加量下絮体Zeta电位及出水pH

4．2．2 不同投加量下浊度的去除效果

4．2．3 不同投加量下有机物的去除效果

4．3 不同pH原水下聚合氯化铝污泥回流效果

4．3．1 絮体的Zeta电位

4．3．2 浊度的去除效果

4．3．3 有机物去除的效果

4．3．4 出水溶解性残余铝含量

4．4 铁系混凝剂的污泥回流效果

4．4．1 不同投加量下絮体的Zeta

4．4．2 不同投加量下浊度的去除效果

4．4．3 不同投加量下有机物的去除效果

4．5 单因素对污泥回流效果的影响

4．5．1 浊度对污泥回流效果的影响

4．5．2 有机物对污泥回流效果的影响

4．5．3 污泥回流位置对污泥回流效果

4．5．4 污泥回流比对污泥回流效果的影响

4．6 污泥回流工艺机理探讨

4．6．1 污泥回流混凝机理

4．6．2 污泥回流混凝动力学

4．7 本章小结

第5章 污泥回流絮体形态学研究

5．1 聚合氯化铝水解形态对絮体的影响研究

5．1．1 对絮体形成的影响

5．1．2 对絮体强度及恢复性能的影响

5．2 铝盐污泥回流对絮体的影响

5．2．1 对絮体形成及破碎后再絮凝的影响

5．2．2 对絮体强度及恢复性能的影响

5．2．3 对不同混凝剂机理下絮体分形维数

5．3 铁系污泥回流对絮体的影响

5．3．1 对絮体破碎再絮凝能力影响

5．3．2 对絮体强度及恢复性能的影响

5．4 本章小结

结论与建议

参考文献

致谢

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