本文關(guān)鍵詞：雙層濾料濾池截污和除氨性能優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究針對(duì)平原地區(qū)水庫(kù)水低溫低濁、季節(jié)性藻類爆發(fā)、有機(jī)物及氨氮含量高的水質(zhì)特點(diǎn)及現(xiàn)有凈水廠濾池在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,以濾池的凈水機(jī)理及運(yùn)行特性為基礎(chǔ),結(jié)合前期調(diào)研,對(duì)雙層濾料濾池進(jìn)行了深入研究。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比了不同類型的煤砂濾池的過(guò)濾性能,對(duì)濾池除污染物的機(jī)理進(jìn)行了研究,采用響應(yīng)面法分析了影響過(guò)濾的因素和響應(yīng)參數(shù)的關(guān)系,結(jié)合調(diào)研對(duì)濾池反沖系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)；探討了沸石新型濾料作為上層濾料的可行性,研究了沸石/砂濾池的除污性能；與臭氧工藝結(jié)合,分析了濾池對(duì)于水中有機(jī)物和氨氮的去除效果。研究主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：(1)煤砂濾池針對(duì)低溫低濁水的參數(shù)構(gòu)建和參數(shù)優(yōu)化：(2)沸石作為上層濾料的可行性和處理效果分析；(3)臭氧/雙層濾料濾池對(duì)高有機(jī)物高氨氮水的處理效果分析：(4)響應(yīng)面法對(duì)過(guò)濾試驗(yàn)響應(yīng)參數(shù)和影響因子關(guān)系的分析；在煤砂濾池處理低溫低濁水的研究中,對(duì)影響煤砂濾池過(guò)濾性能的參數(shù)進(jìn)行選擇和分析。通過(guò)對(duì)比不同濾速、濾料級(jí)配、濾層厚度條件下過(guò)濾周期、濾后水濁度、顆粒數(shù)和水頭損失等相關(guān)指標(biāo),分析各因素對(duì)煤砂濾池過(guò)濾性能的影響作用,選擇出各濾速條件下濾池最優(yōu)構(gòu)建參數(shù),并對(duì)煤砂濾池的除濁機(jī)理進(jìn)行了研究。研究表明,砂層的有效粒徑是影響煤砂濾池過(guò)濾性能的主要因素,采用美國(guó)規(guī)范規(guī)定有效粒徑dlo=0.5mm的濾池處理效果最好,國(guó)內(nèi)規(guī)范規(guī)定有效粒徑dlo=0.55mm的濾池處理效果次之,采用砂層有效粒徑dlo=0.6mm構(gòu)建的濾池處理效果最差。最優(yōu)工況為在砂層有效粒徑dlo=0.5mm的條件下,9m/h采用砂/煤(40cm/50cm)、10m/h采用砂/煤(20cm/70cm)、12m/h采用砂/煤(20cm/70cm)及14m/h采用砂/煤(20cm/70cm)。通過(guò)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,分析了反沖洗方式對(duì)反沖洗效果的影響,針對(duì)煤砂濾池提出了相應(yīng)參數(shù)的計(jì)算方法；結(jié)合自動(dòng)化控制的理念,設(shè)計(jì)濾池運(yùn)行自控系統(tǒng),著重對(duì)反沖系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明,實(shí)現(xiàn)濾池的反沖自控。在傳統(tǒng)煤砂濾池研究的基礎(chǔ)上,改變上層濾料的類型,探討沸石作為上層濾料的可行性。采用與煤砂濾池相同的試驗(yàn)方法,分析出水各相關(guān)指標(biāo),對(duì)比煤砂濾池和沸石/砂濾池的截污效果,研究表明,與傳統(tǒng)煤砂濾池相比,沸石并未表現(xiàn)出良好的過(guò)濾性能,其機(jī)械強(qiáng)度低,比重大,不適合作為上層濾料,濾池水頭損失增長(zhǎng)過(guò)快,過(guò)濾周期短。針對(duì)平原水庫(kù)水季節(jié)性有機(jī)物、氨氮含量高的特點(diǎn),采用濾前水曝臭氧的方式,通過(guò)臭氧的氧化性降解水中難分解有機(jī)物,并通過(guò)濾池的生物作用,對(duì)水中的有機(jī)物和氨氮進(jìn)行去除。試驗(yàn)對(duì)比了掛膜后煤砂濾池、活性無(wú)煙煤/砂濾池和炭砂濾池對(duì)污染物的去除效果,探討了濾料的吸附作用和生物作用對(duì)污染物的去除效果。研究表明,在臭氧投加量為5mg/L、接觸時(shí)間為10min的條件下,活性無(wú)煙煤/砂濾池和炭砂濾池對(duì)水中有機(jī)物和氨氮的去除效果最好,傳統(tǒng)煤砂濾池的去除效果最差。在進(jìn)水CODMn濃度為6.1～7.3mg/L、UV254濃度為0.162-0.194cm-1、氨氮濃度為1.5-2.0mg/L的條件下,煤砂濾池、活性無(wú)煙煤/砂濾池和炭砂濾池對(duì)CODMn的去除率分別為58.9%、79.2%、81.4%,對(duì)UV254的去除率分別為87.8%、93.4%、95.6%,對(duì)氨氮的去除率分別為73.2%、88.3%、92.2%：無(wú)煙煤、活性炭和活性無(wú)煙煤的吸附作用對(duì)CODMn的去除所占的比例分別為25%,42.5%和46.5%,對(duì)氨氮的去除所占的比例分別為36%,42%和43.3%。采用生物活性濾料在水中有機(jī)物和氨氮含量高的時(shí)期能夠充分發(fā)揮濾池對(duì)污染物的降解作用,有效降低濾池出水中有機(jī)物和氨氮的含量。采用Design Expert軟件對(duì)煤砂濾池過(guò)濾性能試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,通過(guò)響應(yīng)面法建立響應(yīng)參數(shù)與影響因子間的函數(shù)模型,通過(guò)分析得出參數(shù)與因子之間的關(guān)系,并與試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行對(duì)比。研究表明,采用Design Expert軟件能夠?qū)⒃囼?yàn)分析提升到理性化分析的層面,分析結(jié)果與理論分析相符。
【關(guān)鍵詞】：低溫低濁 高有機(jī)物高氨氮 煤砂濾池 沸石 臭氧/雙層濾池 響應(yīng)面分析
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 我國(guó)水資源現(xiàn)狀和危機(jī)12
• 1.1.2 過(guò)濾技術(shù)的發(fā)展12-14
• 1.2 過(guò)濾技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-18
• 1.2.1 濾池處理常規(guī)水質(zhì)原水研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 濾池處理高有機(jī)物高氨氮水質(zhì)原水研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及意義18-22
• 1.3.1 課題來(lái)源及意義18-19
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.3 技術(shù)路線20-22
• 第2章 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與方法22-27
• 2.1 雙層濾料濾池過(guò)濾性能優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)22-23
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置22
• 2.1.2 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明22-23
• 2.2 臭氧/雙層濾料濾池對(duì)高有機(jī)物高氨氮水處理工藝設(shè)計(jì)23
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置23
• 2.2.2 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明23
• 2.3 主要試驗(yàn)設(shè)備型號(hào)23-24
• 2.3.1 中試設(shè)備23-24
• 2.3.2 濾柱試驗(yàn)設(shè)備24
• 2.4 原水水質(zhì)24-25
• 2.5 檢測(cè)項(xiàng)目與方法25-27
• 2.5.1 濾料(砂樣)級(jí)配測(cè)定方法25-26
• 2.5.2 濾料含泥量測(cè)定方法26-27
• 第3章 雙層濾料濾池過(guò)濾性能優(yōu)化27-58
• 3.1 煤砂濾池過(guò)濾性能優(yōu)化27-50
• 3.1.1 三種煤砂濾池運(yùn)行效果28-35
• 3.1.2 煤砂濾池反沖洗性能分析優(yōu)化與自控研究35-49
• 3.1.3 小結(jié)49-50
• 3.2 沸石/砂濾池過(guò)濾性能優(yōu)化50-55
• 3.2.1 三種沸石/砂濾池運(yùn)行效果51-55
• 3.2.2 小結(jié)55
• 3.3 煤砂濾池與沸石/砂濾池運(yùn)行效果對(duì)比55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第4章 臭氧/雙層濾料濾池對(duì)高有機(jī)物高氨氮水的處理58-68
• 4.1 引言58
• 4.2 試驗(yàn)裝置和材料58-60
• 4.2.1 無(wú)煙煤活化方法59
• 4.2.2 試驗(yàn)運(yùn)行方式59-60
• 4.3 臭氧氧化單元參數(shù)的確定60-61
• 4.3.1 臭氧投加量的確定60
• 4.3.2 臭氧接觸時(shí)間的確定60-61
• 4.4 濾柱的掛膜啟動(dòng)61
• 4.5 有機(jī)物和氨氮的去除效果61-65
• 4.5.1 有機(jī)物的去除效果61-63
• 4.5.2 氨氮的去除效果63-65
• 4.5.3 濁度的去除效果65
• 4.6 濾料吸附作用和生物作用除污效果65-66
• 4.7 本章小結(jié)66-68
• 第5章 Design Expert在過(guò)濾試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用68-78
• 5.1 Design Expert軟件介紹68
• 5.2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)68-69
• 5.2.1 Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)68
• 5.2.2 過(guò)濾實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析68-69
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析69-75
• 5.3.1 過(guò)濾周期與各變量關(guān)系模型70-72
• 5.3.2 出水濁度與各變量關(guān)系模型72-75
• 5.4 試驗(yàn)方案優(yōu)化75-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 第6章 結(jié)論及建議78-81
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 建議79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 后記85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：雙層濾料濾池截污和除氨性能優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：296342