磁加载混凝应急饮用水处理试验研究及设计

摘要

近年来地震、暴雨、山洪等自然灾害频发，为了保障灾区居民的饮用水源能够快速安全的供给，本论文拟开发一种处理速度快、效率高、占地面积小的磁加载混凝设备，用于处理不同污染程度的有机微污染水和高浊度水，为后续应急水装置的研发提供技术支持。
　　首先通过微污染水混凝和磁加载混凝试验研究，确定磁加载混凝的最佳工艺参数及工艺流程。最佳的混凝剂为饮用水级PAC:Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类有机微污染水PAC的最佳投加量分别为20mg/L、25～35mg/L、30～40mg/L;高浊度水PAC的最佳投加量为10mg/L，对于悬浮颗粒污染为主的超高浊度水，PAC投加量可适当提高到15～20mg/L。助凝剂PAM的最佳投加量为0.1mg/L。磁粉投加:Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类有机微污染水磁粉的最佳投加量分别为60、90、100mg/L;高浊度水磁粉的最佳投加量为75mg/L;最佳磁粉粒径为320目(45μm)。最佳工艺流程:先投加磁粉，快速搅拌10s，再投加PAC快速搅拌50s，最后投加PAM慢速搅拌6min，快速搅拌速度为300r/min;慢速搅拌速度为60r/min;絮凝沉降时间为5～10min。
　　对比试验研究表明，磁加载混凝能够提高沉降速度，是常规混凝的4倍以上，产生的污泥量体积是常规混凝的一半;此外，其对有机物、浊度、氨氮、总磷、六价铬都有更好的去除效果，去除率分别为69.8％、93.4％、36％、37％和35％，对色度去除效果也较好。研究磁加载混凝的微观机理发现，磁粉作为絮体的凝核，被包裹在絮体中心，能够使絮体快速长大并复合絮体更加密实。
　　根据试验研究确定的磁加载混凝处理系统的工艺参数，设计一套10m3/h磁加载混凝处理系统，包括加药罐、机械混合设备、絮凝反应设备、竖流沉淀池和磁旋流分离器，为工程运行提供全面的参考依据。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景

1．2 研究的目的和意义

1．3 国内外研究现状分析

1．3．1 典型应急水源水分析

1．3．2 强化混凝技术的研究进展

1．3．3 加载絮凝沉淀技术

1．3．4 磁加载絮凝技术

第二章 研究方案及仪器

2．1 研究方案

2．2 试验方法和仪器

第三章 不同污染类型水源水质特征调研

第四章 微污染水混凝试验研究

4．1 有机微污染水混凝试验研究

4．1．1 试验方法

4．1．2 试验结果与讨论

4．1．3 小结与建议

4．2 高浊度水混凝试验研究

4．2．1 试验方法

4．2．2 试验结果与讨论

4．2．3 小结与建议

4．3 本章小结

第五章 磁加载混凝试验研究

5．1 有机微污染水磁加载混凝试验研究

5．1．1 试验材料与方法

5．1．2 试验结果与讨论

5．1．3 小结与建议

5．2 高浊度水磁加载混凝试验研究

5．2．1 试验材料与方法

5．2．2 试验结果与讨论

5．2．3 小结与建议

5．3 磁加载混凝与常规混凝对比试验研究

5．3．1 磁加载混凝与常规混凝效率对比

5．3．2 磁加载混凝沉降效果对比

5．3．3 絮团沉降性对比研究

5．3．4 磁粉替代PAC混凝处理研究

5．4 磁加载混凝的机理分析

5．5 本章小结

第六章 10m3／h磁加载混凝处理系统设计

6．1 磁加载混凝工艺设计参数

6．2 磁载混凝工艺设计

6．3 磁加载混凝装置设计

6．3．1 加药罐设计

6．3．2 机械混合设备设计

6．3．3 絮凝反应设备设计

6．3．4 旋流分离器设计

6．3．5 竖流沉淀池设计

结论与展望

参考文献