強(qiáng)化混凝氣浮工藝處理微污染原水的中試研究.pdf

1、隨著工業(yè)化的發(fā)展和人類物質(zhì)生活的提高，水環(huán)境污染已是當(dāng)今世界普遍存在的問題。水是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中不可缺少的重要物質(zhì)，又是不可替代的重要自然資源。我國的淡水資源嚴(yán)重短缺，而且時(shí)、空分布很不均勻。天津市是個(gè)水資源極度匱乏的城市，水危機(jī)已成為制約天津市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。水源水質(zhì)的普遍污染已成為水環(huán)境污染控制與水資源保護(hù)領(lǐng)域的突出問題。我國城市供水行業(yè)面臨水源水質(zhì)污染、供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高的雙重壓力。 天津地區(qū)原水存在季節(jié)性藻類高

2、發(fā)和低溫低濁現(xiàn)象，隨著污染的加重，傳統(tǒng)的以沉淀為主的處理工藝越來越難以滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為了改善日益惡化的水源水質(zhì)，滿足日益提高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，必須對現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，有效去除污染物，滿足越來越高的水質(zhì)要求。研究表明氣浮工藝適合低溫低濁水和含藻水等典型北方微污染原水的處理，并在很多國家得到了廣泛應(yīng)用，因此，本文采用混凝氣浮工藝處理典型北方微污染水源水，具有重大的理論意義和迫切的現(xiàn)實(shí)意義。 本文通過中試模型，研究了混凝氣浮

3、和混凝沉淀工藝對污染物的去除效果，確定了適合華北地區(qū)典型水質(zhì)的處理工藝及其對污染物的去除規(guī)律。中試實(shí)驗(yàn)在天津某水廠進(jìn)行，中試裝置用不銹鋼做成，處理水量均為120 m<'3>/d。本文還針對天津市出現(xiàn)的常溫常濁水、低溫低濁水、高溫高藻水，進(jìn)行了強(qiáng)化混凝氣浮和強(qiáng)化混凝沉淀處理，發(fā)現(xiàn)混凝氣浮工藝對濁度、有機(jī)物、藻類、細(xì)菌等都有著明顯的優(yōu)勢。中試試驗(yàn)證明混凝氣浮工藝適合對天津市微污染水源水的處理，出水效果憂于混凝沉淀工藝。 試驗(yàn)還確定了

4、各個(gè)時(shí)期的混凝氣浮工藝運(yùn)行參數(shù)和對污染物的去除規(guī)律。常溫常濁期，混凝劑投量為10～15 mg/L，回流比為9％，濁度去除率為85～95％，COD<,Mn> UV<,254>去除率為15～35％，TOC去除率為10～30％，細(xì)菌去除率為80～95％，THMs去除率為18％；低溫低濁期，混凝劑投量為15～20 mg/L，回流比為10％，濁度去除率為80～90％，COD<,Mn>、UV<,254>、TOC去除率為10～25％，細(xì)菌去除率為60

5、～90％，THMs去除率為16％；高溫高藻期，混凝劑投量為20～30 mg/L，回流比為12％，濁度去除率為80～98．5％，COD<,Mn>、UV<,254>、TOC去除率為15～65％，細(xì)菌去除率為80～95％，THMs去除率為20％。在深入分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文提出了氣泡一顆粒碰撞效率模型及氣泡一顆粒上升速率模型。模型分別以氣泡、顆粒為捕集體，對氣泡、顆粒的碰撞效率建立了相應(yīng)的模型。根據(jù)建立的模型分析發(fā)現(xiàn)：氣泡一顆粒的碰撞

6、效率隨氣泡或顆粒的直徑增大而減小，以氣泡為捕集體，顆粒粒徑應(yīng)該越小越好，并且適當(dāng)大的氣泡更有利于捕集顆粒；同樣以顆粒為捕集體，氣泡應(yīng)該越小越好，并且適當(dāng)大的顆粒更有利于捕集氣泡；層流狀態(tài)有利于氣泡-顆粒的碰撞捕集，而紊流狀態(tài)最不利于氣泡一顆粒的碰撞捕集，因此氣浮池接觸區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小水流的擾動(dòng)：氣泡一顆粒碰撞效率模型還證明其碰撞效率與水溫成正比，水溫越高，氣泡一顆粒的碰撞效率越大；氣泡一顆粒的上升速率模型表明其上升速率跟絮體大小及粘附

7、的氣泡大小及其數(shù)量有關(guān)，粘附到絮體上的氣泡數(shù)量與絮體和氣泡大小有關(guān)。對于小絮體，減少氣泡的尺寸或者增加空氣的量對提高氣泡和絮體的比例有限，唯一的選擇就是嚴(yán)格限制絮體的大小。對于大絮體，由于氣泡、絮體的數(shù)量比已遠(yuǎn)超過了要求，因此合適的絮凝程度顯得并不重要。本文還利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back Propagation Network)建立了氣浮工藝對污染物的處理效果預(yù)測模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以很好的預(yù)測氣浮工藝對濁度、UV<,254>等的去除效果