中水中有害成分在不同处理工艺中传递规律研究

摘要

中国属于严重的淡水资源缺少国家，人均淡水资源占有量仅占全世界平均水平的23.4％，在全世界排123位，尤其是中国北方许多大城市缺水状况相当严重。而且中国城市生活污水的处理量不到10％，大量污水未经处理直接排入大江大河，在造成严重环境污染的同时，又浪费了大量宝贵的淡水资源，更为可惜的是现有的生活、工业污水只是经过初步处理进行回用，绝大部分没有继续进行深度处理，让中水回用至上水水平，究其原因是我国整体中水深度处理技术不够成熟，设备、材料性能不够稳定，更主要的是没有配套的安全、经济、可靠的中水深度处理工艺技术。本文从研究中水中有害成分在不同处理工艺过程中传递通量、传递规律入手，研究中水中有机物、可溶性固体物、氨氮、无机离子等有害成分通过不同孔径的微滤、超滤、活性炭、离子交换树脂颗粒床在不同流量、不同工作时间、不同的组合工艺中传递规律。通过研究发现： 1.各方法对COD的处理效果两个不同位置的5μm微滤膜、活性炭以及阳离子交换树脂对中水中COD有很好的去除作用，而1μm的微滤膜、阴离子交换树脂以及超滤膜对COD的作用不明显。第一个位置微滤膜有效处理量仅0.4m<'3>，而第二个位置5μm微滤膜达1.96m<'3>，且处理率较大。而活性炭在使用前需要先用大约1.04m<'3>水冲洗，有效处理量超过0.72 m<'3>。阳离子交换树脂对COD的有效处理水量也超过1.96m<'3>。 两个不同位置的5μm的微滤膜和超滤膜对COD的去除分别在流量0.25m<'3>/h、0.30 m<'3>/h、0.20 m<'3>/h达到最大去除率30.96％、30.00％、29.04％。而1μm的微滤膜、活性炭及离子交换树脂对COD没有很好的去除能力。 2.各处理方法对BOD的处理效果第一个位置的两个5μm的微滤膜、活性炭和超滤膜对BOD有比较好的去除效果，尤其是第一个位置两个5μm的微滤膜和超滤膜有效处理量超过1.96m<'3>。 3.各处理方法对氨氮的处理效果微滤膜需通水一段时间后对氨氮才有吸附作用。活性炭对氨氮的有效处理量只0.2m<'3>。阳离子交换树脂对氨氮去除作用稳定，有效处理量超过1.96m<'3>；而阴离子交换需要是弱碱性才能对NO<,3><'->有去除效果。 第一个位置5μm的微滤膜、1μm的微滤膜和活性炭分别在流量0.35m<'3>/h、0.25m<'3>/h、0.20m<'3>/h对氨氮达最大去除效果48.24％、54.05％、60.00％。其它处理方法作用不明显。 4.各处理方法对TDS的处理效果各处理方法对TDS的去除作用都不大，活性炭后面的微滤膜、活性炭和超滤膜作用相对明显，但去除率均不超过3.76％，有效处理量分别为1.96m<'3>、1.34m<'3>和1.04m<'3>。 各处理方法对水中可溶性固体物均没有明显的去除效果，即便有效果也仅在很小的流量范围内，且去除率比较低，但各方法在处理过程中可相互补充。 5.各处理方法对电导率的处理效果各处理方法对无机离子的去除作用不是很明显，离子交换树脂还增加了水中离子的含量。 活性炭在流量为0.20 m<'3>/h对电导率有最大去除率10.11％，且去除效果随流量的增大先增加后降低然后趋于稳定值0。其他方法的有效处理流量范围很小，且去除率不高，但各处理方法之间能相互补充。 6.各处理方法间相互影响活性炭可以提高微滤膜对COD和氨氮的去除能力，故在微滤膜前放置活性炭是合理的。离子交换树脂也能提高微滤膜对氨氮的去除。离子交换树脂在无机离子的去除中增加了离子含量，使其后微滤膜压力增大，其它前面的处理对后面的影响均是有利的。

目录

文摘

英文文摘

声明

1概述

1.1课题的研究背景及对象

1.1.1世界淡水资源现状和存在的危机

1.1.2中水的概念和特点

1.1.3国内外城市中水回用现状

1.1.4中水回用处理技术

1.2本课题的研究思路及创新点

2理论基础

2.1中水中有害成分的去除途径

2.2中水的各处理方法

2.2.1微滤(MF)

2.2.2超滤(UF)

2.2.3活性炭

2.2.4离子交换树脂

2.3几种方法的综合比较

3实验研究

3.1实验方案

3.2实验装置

3.2.1实验设备

3.2.2实验装置图

3.2.3实验装置的可靠性分析

3.3水质指标参数及其测定

3.3.1理化指标

3.3.2营养盐及有机污染物综合指标

4数据分析及讨论

4.1不同处理方法后水质指标参数随使用时间的变化规律

4.1.1水质指标参数COD随使用时间的变化规律

4.1.2水质指标参数BOD随时间的变化规律

4.1.3水质指标参数氨氮随时间的变化规律

4.1.4水质指标参数TDS随时间的变化规律

4.1.5水质指标参数电导率随时间的变化规律

4.2不同处理方法后各水质指标参数随流量的变化规律

4.3.1水质指标参数COD随流量的变化规律

4.3.2水质指标参数氨氮随流量的变化规律

4.3.3水质指标参数TDS随流量的变化规律

4.3.4水质指标参数电导率随流量的变化规律

5结论

6对后续工作的几点建议

参考文献

致谢

硕士期间的论文发表情况

附录