一体式可移动净水设备研究

摘要

地震、洪涝、干旱、泥石流等自然灾害的发生以及由于人为因素造成的突发性水污染事故会引起水源水泥沙含量升高，影响水厂的正常运行造成大范围供水中断。因此加强对水体突发污染事件的移动应急一体式净水设备研究迫在眉睫。现有净水设备多为膜工艺净水设备，要求原水的浊度较低，工艺上处理高浑水有难度。当发生泥石流等出现高浑度水时，快速解决高浊度问题成为应急净水工艺的关键。
　　针对快速处理泥沙高浑水，自主研发了水力旋流固液离心分离—漂浮过滤移动式应急处理净水设备。水处理应急设备集管道过滤器、旋流固液分离、加药混合、轻质滤料漂浮过滤于一体，处理流量为6-10m3/h。设备参数如下:两级管道过滤器，均选用FW自清洗过滤器，第一级过滤精度10目（1500μm）;第二级过滤精度20目（800μm）。简体内径为150mm聚氨酯水力旋流器，处理水量6-20m3/h，允许最大给料粒度1.5mm，分级粒度20-74μm。为。滤罐采用不锈钢材料，滤罐直径1m，长度1.6m，容积1.25m3。罐体装填有聚苯乙烯轻质滤料，前置罐体装填有粒径大小为1.2mm均质滤料，罐体满水后滤料层厚度约为40cm。后置滤罐装填有粒径大小为0.5mm均质滤料，罐体满水后滤料层厚度约为50cm。
　　一体式设备运行过程中，处理水流量6-10m3/h，原水浊度在100-500NTU左右，泥沙含量保持在2.5到5kg/m3。
　　当进口流量保持在6-10m3/h范围时，旋流分离溢流出水中的中位径随着进口流量、底流口直径的增大而呈现减少的趋势直至溢流出水中位径维持在20微米左右，泥沙去除率能够达到90％以上。
　　当水力旋流器处理后的高浑泥沙水溢流上清液浊度大约为380NTU。当溢流上清液只投加PAFC时，投药量为150mg/L时，其静沉之后浊度为27.8NTU。当投加150mg/LPAFC后1min继续投加0.625mg/LPAM，其静沉后的浊度为16.2NTU。比单独投加PAFC浊度较少50％左右。与单独投加聚合铝铁相比，联合投加助凝剂聚丙烯酰胺与聚合铝铁，混凝效果明显改善。先投加无机絮凝剂将原水中的胶体脱稳凝聚，高分子助凝剂对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形成桥联，絮凝体的尺寸和密度增大，沉淀速度加快，浊度去除率高。
　　悬浮滤料过滤时，不加药直接过滤对水中浊度具有一定的去除能力，去除率较低约20％。加药微絮凝过滤时，原水在滤罐底部达到相对稳定的状态，水流速度梯度G值减小，水力停留时间增长，脱稳颗粒或微絮粒能够与滤料充分碰撞和粘附形成尺寸较大絮体被截留下来。去除率能达到90％。处理后的原水浊度能达到3NTU以下。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 国内水资源现状

1．1．2 突发性水污染现状

1．1．3 一体式净水设备研究

1．2 高浑度原水处理的理论基础及工艺

1．2．1 高浑度水处理的理论基础

1．2．2 高浑度水常用处理工艺

1．3 水力旋流固液分离及漂浮过滤技术

1．3．1 水力旋流器固液分离技术

1．3．2 聚苯乙烯轻质滤料漂浮过滤技术

1．3．3 水力旋流—漂浮过滤移动一体式处理设备工艺

1．4 课题来源、研究内容意义及技术路线

1．4．1 课题来源

1．4．2 课题研究的内容意义

1．4．3 课题研究的技术路线

第二章 试验设计

2．1 试验内容

2．1．1 高浑水烧杯混凝沉淀试验

2．1．2 旋流固液分离试验

2．1．3 粒度分析

2．1．4 移动一体式处理设备的设计、制作及工艺流程

2．2 试验原水配制

2．3 水质分析方法及仪器

第三章 混凝沉淀试验研究

3．1 PAFC混凝沉淀试验

3．2 PAC混凝沉淀试验

3．3 水力旋流固液分离溢流上清液混凝烧杯试验(PAFC)

3．4 水力旋流固液分离溢流上清液混凝烧杯试验(RAFC+PAM)

3．5 本章小结

第四章 水力旋流器固-液分离试验研究

4．1 水力旋流器进水流量与进口压强的关系

4．2 水力旋流器溢流比与固液分离效率的关系

4．3 正交试验设计探讨各操作参数对分离效果的影响

4．3．1 正交试验设计

4．3．2 进口流量大小对旋流固液分离效果的影响

4．3．3 进口含沙量大小对旋流固液分离效果的影响

4．3．4 底流口直径大小对旋流固液分离效果的影响

4．4 溢流液颗粒粒度分析

4．5 本章小结

第五章 移动式处理设备运行试验

5．1 移动一体式净水装置处理工艺研究

5．1．1 泥沙高浑水不加药直接过滤

5．1．2 泥沙高浑水加药微絮凝过滤

5．2 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况