强化混凝-气浮工艺去除水中铜绿微囊藻的试验研究

摘要

大量N、P排入水体致使水体富营养化严重、引起藻类泛滥,对人、畜的饮用水安全构成了严重威胁。研究采用混凝-气浮联用工艺对高藻水进行处理。课题以培养的铜绿微囊藻配置试验原水,从混凝剂选择、絮体形态学特征(分形维数D2、平均粒径d、絮体强度SF)、絮凝方式选择以及共聚气浮、二级絮凝的参数优化四个方面研究了混凝-气浮工艺的除藻效果。 研究表明： (1)铝系絮凝剂对其色度、藻浓度的处理优于铁系絮凝剂,聚铝PAC的用量比无机盐铝AS的用量减少70％以上；课题主要针对藻浓度的去除,选用PAC作为絮凝剂。 (2)-级絮凝方式是实践中应避免的方式；二级絮凝在较少的投药量下具有优势；共聚气浮在节能上具有优势。 (3)共聚气浮方式下的参数优化组合为：混合强度G值80 S-1、混合时间90 s、溶气水回流比10％、气浮接触时间75 s、气浮紊动强度G值9.5 S-1;二级絮凝方式下的参数优化组合：快速混合G值500 S-1(60 s)、一级絮凝100 S-1(4min)、二级絮凝20S-1(4 min)、溶气水回流比10％、气浮紊动强度9.5 S-1、气浮接触时间75 s、静置3 min。 (4)絮凝体的形态和强度共同影响气浮处理效果,絮凝方式、投药量、絮凝反应搅拌强度及时间对PAC-MA絮凝体形态和强度有着显著影响。两种絮凝方式形成的絮凝体形态相似时,降速絮凝形成的絮凝体强度更大,抗剪切能力更强；当在最佳操作参数条件下,PAC-MA絮凝体的二维分形维数D2在1.23～1.30之间,平均粒径d在500～650μm之间,强度因子SF(破坏搅拌强度G值和时间分别为107 S-1和1min)在65～78之间,此时絮凝体形态及强度利于气浮,处理效果较好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节问题的提出

第二节本研究的目的和意义

第二章混凝气浮理论及研究

第一节强化混凝理论和研究进展

2.1.1强化混凝的基本理论

2.1.2强化混凝的研究进展

第二节气浮法的基础理论和研究进展

2.2.1气浮法的基本理论

2.2.2气浮法的研究进展

2.2.3气浮新技术的发展

第三节气浮分形理论和研究进展

2.3.1絮体的分形结构描述及其生长模拟

2.3.2分形结构与絮体各物理特性的关系

2.3.3研究展望

第三章试验材料与方法

第一节试验材料

第二节试验方法

3.2.1试验藻类

3.2.2铜绿微囊藻的培养

3.2.3水质检测指标及测定方法

第三节混凝气浮静态试验装置

3.3.1试验装置

3.3.2混凝气浮静态高藻水实验步骤

第四章混凝气浮静态试验

第一节混凝-气浮混絮凝剂的选择

4.1.1四种絮凝剂浊度去除效果比较

4.1.2四种絮凝剂色度去除效果比较

4.1.3四种絮凝剂藻浓度去除效果比较

4.1.4四种絮凝剂出水TOC去除效果比较

4.1.5四种混凝剂絮凝后絮体比较

4.1.6本节结论

第二节藻类絮凝体形态与气浮效果的关系

4.2.1投药量实验

4.2.2絮凝反应搅拌强度(G值)实验

4.2.3絮凝反应时间实验

4.2.4本节结论

第三节混凝-气浮除藻工艺中絮凝方式比较

4.3.1三种絮凝方式的定义及试验设计

4.3.2三种絮凝方式去除效果比较

4.3.3本节结论

第四节不同絮凝方式下的藻类絮凝体形态、强度、气浮效果的关系

4.4.1不同絮凝反应方式对处理效果的影响

4.4.2不同絮凝反应方式对絮凝体形态的影响

4.4.3不同絮凝反应条件对絮凝体强度的影响

4.4.4絮凝体形态与强度的关系

4.4.5絮凝体形态及强度与气浮的关系

4.4.6本节结论

第五节共聚气浮工艺的混凝-气浮过程各参数优化研究

4.5.1混合强度实验

4.5.2混合时间试验

4.5.3溶气水回流比试验

4.5.4气浮接触时间试验

4.5.5气浮紊动强度试验

4.5.6本节结论

第六节采用二级絮凝的混凝-气浮各参数优化研究

4.6.1投药量、快速混合强度、一级絮凝度、二级絮凝度的L9（34）正交试验

4.6.2快速混合时间试验

4.6.3絮凝时间试验

4.6.4溶气水回流比试验

4.6.5气浮紊动强度试验

4.6.6气浮接触时间试验

4.6.7静置(分离)时间试验

4.6.8本节结论

第五章结论与建议

致谢

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果