氣浮-沉淀工藝運(yùn)行特性及CFD數(shù)值模擬研究.pdf

1、本研究針對南水北調(diào)通水后山東受水區(qū)水源中藻類、濁度和嗅味等水質(zhì)問題及現(xiàn)有水廠低溫低濁和高藻期沉淀池運(yùn)行效果不穩(wěn)定等狀況，進(jìn)行了以下研究:
　　(1)氣浮與沉淀工藝切換條件靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。氣浮與沉淀工藝參數(shù)優(yōu)化靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究過程中，對兩種工藝處理南水北調(diào)水的影響因素進(jìn)行分析，主要包括:混凝劑種類、投藥量、混凝條件及回流比。最終確定兩種工藝運(yùn)行較優(yōu)參數(shù)分別為:氣浮工藝最佳投藥量為5mg/L（PAFC，以Al3+計(jì)），一級絮凝速度梯度(G1

2、)為63s-1，二級絮凝速度梯度(G2)27s-1，反應(yīng)時(shí)間為8min，回流比選用10％;沉淀工藝較優(yōu)投藥量為6 mg/L（PAFC，以Al3+計(jì)），G1為50s-1， G2為22s-1，反應(yīng)時(shí)間為15min。氣浮與沉淀工藝切換條件靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究過程中，對比兩種工藝對不同濁度區(qū)間的原水的處理效果后得出:原水濁度大于80NTU，氣浮出水濁度急劇增高，氣浮工藝不再適用，建議運(yùn)行沉淀工藝;原水濁度小于10NTU，氣浮效果優(yōu)于沉淀，建議運(yùn)行氣浮工

3、藝。
　　(2)氣浮與沉淀工藝處理低濁高藻水試驗(yàn)對比。分別采用氣浮與沉淀工藝處理低濁高藻水，考察兩種工藝對濁度、CODMn、UV254、 TOC、顆粒物及嗅味物質(zhì)等的去除情況，對比發(fā)現(xiàn):氣浮工藝凈水效果優(yōu)于沉淀工藝，對濁度、顆粒數(shù)、CODMn、 UV254、TOC、藻類和葉綠素a的去除率分別比沉淀工藝高5％、5.2％、7.8％、2.0％、3.4％、11.4％和11.5％。
　　(3)沉淀-氣浮組合工藝處理低濁高藻水試驗(yàn)研究。

4、考察沉淀-氣浮組合工藝處理低濁高藻水的運(yùn)行特性及凈水效果，研究表明:組合工藝可在投藥量較少、水處理負(fù)荷較大、能耗較小的條件下，達(dá)到較好的凈水效果。相比于單獨(dú)的氣浮和沉淀工藝，沉淀-氣浮組合工藝對濁度的去除率分別提高了2％和5％，對顆粒數(shù)的去除率分別提高了4％和7％，出水中有機(jī)物含量降低，對藻類的平均去除率可達(dá)96％，同時(shí)可有效去除水中的嗅味物質(zhì)。
　　(4)氣浮池與沉淀池CFD數(shù)值模擬研究。采用Fluent軟件對斜管沉淀池進(jìn)行數(shù)值

5、模擬發(fā)現(xiàn)，沉淀池進(jìn)、出水口形式會對沉淀池中流場造成影響，采用穿孔花墻布水，進(jìn)水流速較圓管進(jìn)水小，水流能量低，可減輕回流現(xiàn)象。采用溢流堰出水方式，可在相同的處理負(fù)荷下，減小沉淀池出水抽吸作用，控制水流回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，減少清水區(qū)水流紊動程度，水流條件好。顆粒在沉淀池中沉降遵循斯托克斯定律，固體顆粒的尺寸大于80μm時(shí)，在沉淀池中可以100％的去除。而當(dāng)固體顆粒尺寸為50μm時(shí)，部分顆粒從出口逃逸，沉淀效率降低。顆粒尺寸為20μm時(shí)，只有少部分顆粒