原水中有機(jī)物和藻類含量較高會(huì)增加常規(guī)給水處理工藝的負(fù)荷,造成出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低。為了滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),通常增設(shè)預(yù)氧化處理單元。二氧化氯預(yù)氧化技術(shù)因高效、廣譜而得到青睞。然而,產(chǎn)生的無(wú)機(jī)副產(chǎn)物(亞氯酸鹽和氯酸鹽)阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此,有效的控制無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的生成對(duì)二氧化氯預(yù)氧化技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。目前,關(guān)于無(wú)機(jī)副產(chǎn)物控制的研究主要為生成后去除以及與其他消毒劑聯(lián)合投加去除兩方面的研究,對(duì)及時(shí)有效科學(xué)的控制方法鮮有研究。為此,本課題擬通過(guò)研究二氧化氯無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的生成與原水水質(zhì)的關(guān)系,以期實(shí)現(xiàn)根據(jù)原水水質(zhì)在線投加二氧化氯來(lái)控制無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的生成,為二氧化氯無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的控制提供新的技術(shù)方案。二氧化氯副產(chǎn)物生成的前體物篩選通過(guò)燒杯實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,結(jié)果表明,原水中Fe~(2+)、Mn~(2+)、有機(jī)物(UV_(254)表征)和藻類(葉綠素a表征)是造成無(wú)機(jī)副產(chǎn)物生成的主要物質(zhì),副產(chǎn)物主要為亞氯酸鹽。亞氯酸鹽生成主要發(fā)生在反應(yīng)接觸的前10 min,且當(dāng)水中亞鐵離子濃度0.5 mg/L、葉綠素a150μg/L或者UV_(254)0.143時(shí),有超出水廠出水標(biāo)準(zhǔn)最大限值(700μg/L)可能。針對(duì)篩選出的無(wú)機(jī)副產(chǎn)物生成的前體物,進(jìn)行前體物交互作用分析表明,除Fe~(2+)和Mn~(2+)外,其他因素之間對(duì)亞氯酸鹽的生成均無(wú)明顯交互作用;在研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建二氧化氯實(shí)際投加量以及亞氯酸鹽實(shí)際生成量預(yù)測(cè)模型(水庫(kù)修正)[ClO_2]_(消耗)=1.22[Mn~(2+)]+1.32[Fe~(2+)]+0.33[COD_(Mn)]+0.009[Chla]+0.35、[ClO_2~-]=897.14[Mn~(2+)]+894.52[Fe~(2+)]+221.96[COD_(Mn)]+4.20[Chla]+87.06,修正模型對(duì)水庫(kù)水和水廠水的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值線性擬合判定系數(shù)R~20.9。根據(jù)構(gòu)建的模型,搭建二氧化氯副產(chǎn)物在線控制系統(tǒng),并應(yīng)用于中試工藝。結(jié)果表明,相對(duì)于常規(guī)系統(tǒng)(根據(jù)出水余二氧化氯投加方法),在線控制系統(tǒng)二氧化氯投加量少,減少了10.7%,產(chǎn)生的亞氯酸鹽低,降低了12.1%,且兩系統(tǒng)對(duì)常規(guī)污染物的去除效能相差不大;系統(tǒng)模型對(duì)預(yù)氧化后亞氯酸鹽生成的預(yù)測(cè)值高于實(shí)測(cè)值,二者線性關(guān)系判定系數(shù)R~2=0.85,經(jīng)修正后R~2達(dá)到0.92。說(shuō)明該系統(tǒng)可以應(yīng)用以深圳水體為代表,相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)為氨氮含量0~1 mg/L,高錳酸鹽指數(shù)為0~6 mg/L,葉綠素a含量為0~50μg/L,p H為6~9,濁度為1~22 NTU,UV_(254)為0~0.05的地表III類水等實(shí)際水體中。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.2
【部分圖文】：

放在棕色的絲扣瓶，在 4~8 °C 保存，實(shí)驗(yàn)前用 DPD 法測(cè)定。（4）含藻水儲(chǔ)備液 實(shí)驗(yàn)選用的受試藻種為水華魚腥藻（Anabaena flos-aquae，F(xiàn)ACHB-1255），藻種均購(gòu)置于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所（武漢，中國(guó)），采用 BG 11 培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。將培養(yǎng)好的藻先用離心管和離心機(jī)進(jìn)行富集，再用去離子水清洗 3 次，保證無(wú)培養(yǎng)基殘留，用熱乙醇法測(cè)定藻液濃度，并于 4~8 ℃冰箱中保藏。2.2 實(shí)驗(yàn)裝置2.2.1 二氧化氯制備裝置2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)室發(fā)生裝置鑒于二氧化氯的不穩(wěn)定性，本研究所涉及的高純二氧化氯溶液制備現(xiàn)配現(xiàn)用，采用實(shí)驗(yàn)裝置如圖 2-1 所示。二氧化氯原液通過(guò)亞氯酸鈉和硫酸反應(yīng)制得，純度大于 99%，反應(yīng)方程見式（2-1）所示。10NaClO2+5H2SO4=10ClO2+5Na2SO4+5H2O （2-1）

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)生瓶和集氣瓶相接。集氣瓶?jī)?nèi)裝有 1L 超純水，用于吸收二氧排氣管。打開氮?dú)忾y門，讓氣體均勻地通過(guò)所有裝置。每隔 5m 5 mL10%硫酸溶液，加完最后一次溶液后需持續(xù)通氣 30 min。的二氧化氯原液儲(chǔ)存于棕色瓶，置于 4 ℃冰箱保存。臨用前利濃度，使用時(shí)取一定量的二氧化氯儲(chǔ)備液，經(jīng)無(wú)氯水稀釋至所試發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)研究階段為保證一致也采用高純二氧化氯，采用實(shí)驗(yàn)裝置如藝設(shè)備容易操作維護(hù)，通過(guò)計(jì)量泵控制儲(chǔ)藥罐中亞氯酸鈉和鹽酸反應(yīng)，制備二氧化氯。該設(shè)備二氧化氯溶液由 25%亞氯酸鈉和，純度大于 95%，反應(yīng)方程見式（2-2）所示。5NaClO2+4HCl=4ClO2+2H2O+5NaCl 酸和亞氯酸鈉通過(guò)計(jì)量泵的方式，按比例投加到二氧化氯發(fā)生行實(shí)驗(yàn)，將生成的二氧化氯進(jìn)行收集后再通過(guò)蠕動(dòng)泵進(jìn)行分量

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本文編號(hào)：2829013