基于电絮凝水处理技术的微污染水体净化试验研究

摘要

由于人口数量的增长、城市化和工业化水平的不断提高，人类社会对于水资源需求量不断上升，导致水资源短缺、水环境恶化、洪涝灾害频发等一系列问题。非常规水资源利用因其可以有效缓解这些问题，而成为研究热点问题。在非常规水资源利用领域中，雨洪管理技术体系主要针对较易收集获取的雨水进行利用，因此引起各国的广泛研究，形成众多技术体系与管理理念。但目前对于雨洪管理技术的研究仅停留在雨洪资源的收集、利用与污染物的源头控制上，对于水质提升净化的研究较少。电絮凝水质处理技术装置简单、成本低廉、易于操作且不需人为值守，且已经广泛应用于高浓度工业废水、生活污水等污染严重的水体中，对于微污染水电絮凝处理研究较少，为此本文展开讨论研究采用电絮凝技术处理微污染水的实际效果。
　　首先介绍了电絮凝微污染水处理的试验装置和操作，设计试验组次并选取水质分析指标与检测仪器，分析原始水样的水质情况;之后通过分批试验和连续试验分析各影响因素对于污染物处理效果的影响，并在此基础上选择连续处理和分批处理的最佳反应条件，分析最佳反应条件下的处理效果;最后通过对比电絮凝分批试验和连续试验的最佳反应条件、污染物去除效果与处理效率、装置运行成本，确定分批处理和连续处理的最佳应用情形。通过分批试验分析极板间距、电流密度和反应时间对污染物去除效果的影响，在本文的试验条件下，最终确定最佳反应条件是电极间距1.5cm，电流强度为0.6A，反应时间为25min。此工况下色度、浊度、SS、COD、TP的去除率分别为76.47％、80％、89.29％、57.14％和78.41％，且处理后水样指标值基本满足景观环境用水标准、城市杂用水标准和生活杂用水标准和地表水环境质量标准Ⅲ类水限值。电絮凝连续试验主要分析极板间距、电流密度和流量对于污水处理效果的影响，在本文的试验条件下，确定最佳反应条件为电极间距0.5cm、电流强度0.5A且流量为2mL/s。在此条件下色度、浊度、SS、COD、TP的去除率分别为63.64％、76.79％、60.87％、11.76％和61.54％，出水除色度较高外其余指标基本满足相关水质标准限值，在地表水环境质量标准中属于Ⅲ类水。对比分批处理和连续处理，发现两种处理手段最佳反应条件存在一定的相似性但并非一致，分批试验污水处理效果好且处理成本较少，但处理效率略低;连续处理效果稍差但处理效率高，处理单价最少。因此分批处理适用于水量较小、污染程度较高的情况，连续处理适用于水量较大、污染程度较低或出水水质要求低的情况。电絮凝微污染水处理方法技术可行、处理效果好且成本低廉，处理后出水能够满足日常杂用水要求，后续可将这一手段与雨洪管理技术方法结合，实现雨洪资源的精细化处理，拓展雨洪资源的利用范围。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 雨洪管理技术

1．2．1 最佳管理措施

1．2．2 低影响开发

1．2．3 可持续城市排水系统

1．2．4 水敏感性城市设计

1．2．5 海绵城市

1．2．6 雨水雨能联合利用技术

1．3 电絮凝水质净化技术

1．3．1 电化学絮凝技术简介

1．3．2 电絮凝技术的影响因素

1．3．3 电絮凝技术的应用研究

1．3．4 电絮凝研究展望

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 微污染水电絮凝处理试验设计

2．1 电絮凝反应装置设计

2．1．1 电絮凝反应影响因素及试验条件选取

2．1．2 装置整体布置

2．2 试验方案

2．2．1 整体试验方案

2．2．2 试验组次

2．2．3 操作步骤

2．3 水质测验指标与方法

2．3．1 水质测验指标

2．3．2 水质分析方法和检测试剂仪器

2．4 水样采集方案设计

2．4．1 采样点布置

2．4．2 取样

2．5 原始水样水质分析

2．6 本章小结

3 微污染水电絮凝分批处理试验研究

3．1 分批处理试验现象

3．2 分批试验结果分析

3．2．1 极板间距对污染物去除效果的影响

3．2．2 电流密度对污染物去除效果的影响

3．2．3 反应时间对污染物去除效果的影响

3．2．4 最佳反应条件

3．3 本章小结

4 微污染水电絮凝连续处理试验研究

4．1 连续处理试验现象

4．2 连续试验结果分析

4．2．1 极板间距对污染物去除效果的影响

4．2．2 电流密度对污染物去除效果的影响

4．2．3 流量对污染物去除效果的影响

4．2．4 最佳反应条件

4．3 综合分析

4．3．1 最佳反应条件

4．3．2 污染物去除效果与效率

4．3．3 装置运行成本分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

作者简介