發(fā)布時間：2020-11-19 14:48

　　 腐殖酸(HA)作為一種典型的給水水源微污染有機物,在自然界中存在非常廣泛。一旦凈水廠取水點水體中腐殖酸含量超標,在原水進廠后的加氯消毒過程中,HA極易和氯發(fā)生反應產生氯化消毒副產物DBPs、三鹵甲烷類致癌物質THMs和MX(強致突變性消毒副產物)。而HA理化性質非常穩(wěn)定,難以被凈水廠的常規(guī)處理工藝降解。論文基于試驗研究,確定了離心泵水力空化降解HA的效果、離心泵結構參數(shù)及運行控制參數(shù),為離心泵水力空化裝置的結構設計提供技術支持。試驗中選用的離心泵型號為SG32200。研究了離心泵葉片數(shù),流速、水體pH、HA初始濃度和循環(huán)時間等因素的影響,主要研究內容包括:(1)離心泵流速、水體pH值、HA初始濃度和循環(huán)時間一定,離心泵的葉片數(shù)n分別為4片、6片、8片、10片工況下,離心泵葉片數(shù)n對HA降解效果的影響,確定最佳葉片數(shù)。(2)通過控制泵前閥門控制流速。低流速點分別為1.0、1.2、1.4、1.6、1.8m/s,高流速節(jié)點分別為2.5、3.0、3.5、4.0m/s。使循環(huán)時間、HA初始濃度、離心泵葉片數(shù)為定值,不投加氧化試劑,分析流速對HA降解效果的影響,確定最佳流速。(3)針對最佳葉片數(shù)n和最佳流速,進行HA初始濃度分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0mg/L等6個濃度降解效果試驗,確定最佳HA初始濃度。(4)pH控制變化范圍為4.5～8.5,變化梯度為1.0,固定其余參數(shù)值,分析pH值與HA去除率的的關系。(5)從離心泵運行60min開始至180min時時間段,每隔30min取樣,確定最佳循環(huán)時間。本次離心泵葉片數(shù)降解HA試驗結果表明,SG32200型離心泵最佳葉片數(shù)為6片;在用途不同的兩種流速狀態(tài)下,最佳流速1.6m/s和3.5m/s,最佳pH值為5.5,最適HA初始濃度為6mg/L,循環(huán)時間為150min。
【學位單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU991.2
【部分圖文】：

壓力降低，形成空化泡；離開收縮位置后，壓力恢復正常水滅[33]。空化和射流空化略有不同。渦流空化是由有壓流體依靠特定結構的化現(xiàn)象。流體在渦流倉中形成低壓區(qū)域，若該處流體的壓力低于當，則會使過流液體中的溶解態(tài)氣體逸出，形成空化泡，進而產生空離心泵泵腔恰好具備成為渦流倉的結構條件。水在泵腔內流動時部壓力較低，可以形成空化泡，發(fā)生渦流空化[35]。泵的工作原理是：葉輪旋轉產生離心力，水在離心力的作用下涌向殼流出，導致葉輪中心一定范圍內壓力降低，這樣后繼流體才能[36]。在這樣的工作環(huán)境中，如果離心泵泵腔內某處壓強低至該處度下的飽和蒸汽壓，就會將該處的低壓液體汽化，形成空化泡；同水中的氣體會以微氣泡的形式逸出[37]。而壓力較低的區(qū)域中的空入高壓區(qū)時，空化泡會迅速潰滅，釋放能量[38]�？栈轁缡芰κ尽⒖栈轁缑}動規(guī)律如圖 1.2 所示。

圖 1.2 空泡潰滅的脈動規(guī)律[40].2 空化反應的優(yōu)缺點介紹（1）水力空化的優(yōu)勢：和傳統(tǒng)的凈水工藝、超聲空化相比，水力空化置的動力來源和結構特點，具有裝置簡易、操作簡單、能效比較高、容易業(yè)化、無二次污染等諸多優(yōu)點，并且不需要為其提供過于復雜的反應條件[以它既可以單獨使用，又可以與強化混凝、光催化、Fenton 試劑等常規(guī)水術聯(lián)用。只需確定不同處理條件和去除率要求，再根據(jù)現(xiàn)場試驗確定技術可，技術要求較低。因此，水力空化技術在處理微污染水源中難降解有機具有廣泛的應用前景[42]。（2）水力空化技術存在的缺陷：空化技術應用于有機物降解固然存在優(yōu)在水利機械的使用壽命方面也有其缺陷所在。如果離心泵內部長期存在渦現(xiàn)象，會對泵的過流部件造成微小結構損傷[43]。并且在使用離心泵空化行有機物降解的同時，為達到處理效果的要求，需要向流入離心泵的微污中投入其他氧化性試劑或強酸、強堿用于調節(jié) pH。由于離心泵的整體結

驗中的空化裝置是一套以離心泵為空化發(fā)生動力裝置、以離心泵泵腔內流空化為研究核心的封閉循環(huán)管路系統(tǒng)。該管路系統(tǒng)由貯水水箱、離心統(tǒng)、流速儀、泵前閥門組成。驗裝置簡述：1）貯水水箱中的微污染水經離心泵提供動力，在循環(huán)管路中循環(huán)往復添加多孔板或文丘里管的裝置，空化完全在離心泵泵腔內發(fā)生；2）離心泵入口流速通過泵前閥門控制，流速調整結果可以根據(jù)流速儀觀察得到；3）輔助試劑需要添加時，可將配比好的試劑直接投入水箱中；4）調整水體 pH 時投加濃 H2SO4和 NaOH 也是在甲酸好投加量之后箱，水箱材質為 PVC，抗腐蝕能力較強，無需考慮酸堿腐蝕導致水箱題；5）對離心泵葉片數(shù)量做調整時需要更換葉輪，此時需要將離心泵從裝拆卸，打開泵殼進行更換。置簡圖如圖 2.1 所示：
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本文編號：2890124