【摘要】：城市河道水水質(zhì)惡化不僅影響其使用功能,且嚴(yán)重威脅周邊居民的身心健康�；炷恋矸ǔ１挥脕�(lái)處理城市河道水,但在其應(yīng)用過(guò)程中易出現(xiàn)絮體沉降緩慢,藥劑殘留等問(wèn)題。本文采用磁介體加載強(qiáng)化混凝處理城市河道水,以磁介體強(qiáng)化混凝工藝運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化為基礎(chǔ),對(duì)比分析了水質(zhì)條件對(duì)磁介體強(qiáng)化混凝和傳統(tǒng)混凝過(guò)程的影響,探討了磁介體強(qiáng)化混凝的機(jī)理,同時(shí)將其用于三種典型實(shí)際河道水的處理,為其實(shí)際工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。通過(guò)比較聚合氯化鋁(Polymeric aluminium,PAC)、硫酸鋁(Aluminum sulfate,AS)、聚合硫酸鐵(Polymeric ferric sulfate,PFS)和三氯化鐵(Ferric trichloride,FC)水解產(chǎn)物的電荷性質(zhì)、混凝效果、絮體形貌及沉降性和藥劑成本等方面的差異,確定PAC為最佳混凝劑。以人工配置的受污染河道水為處理對(duì)象,優(yōu)化了PAC,磁粉(Magnetic particles,MP)和聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)的最佳投加配比,結(jié)果表明加入磁粉可使PAC投加量從30 mg/L減少至10-15 mg/L,絮體沉降時(shí)間縮短至2 min。研究了“三段式”,“兩段式”和“一段式”等投加方式對(duì)磁介體強(qiáng)化混凝效果的影響,發(fā)現(xiàn)在PAC/MP+PAM的投加方式下,濁度、UV254和TP去除率最佳,分別可達(dá)96.66%,80.86%和98.47%。當(dāng)快攪速度和慢攪速度分別介于100-300 r/min和30-90 r/min時(shí),濁度、UV254和TP的去除率分別在74.78-95.22%,55.81-61.79%和77.14-90.07%之間波動(dòng)。水力條件變化對(duì)磁介體強(qiáng)化混凝效果影響顯著,經(jīng)響應(yīng)曲面法優(yōu)化可得最佳的快攪和慢攪速度組合為198 r/min和81 r/min。磁介體強(qiáng)化混凝具有更強(qiáng)的抗酸堿沖擊能力。當(dāng)p H=5時(shí),磁介體強(qiáng)化混凝可將濁度去除率從24.51%提高至59.92%;當(dāng)p H=9時(shí),可將濁度去除率由92.19%提升至97.06%。河道水外源污染嚴(yán)重即配水中生活污水比例提高至20%,當(dāng)混凝劑投加量?jī)H為5mg/L時(shí),磁介體強(qiáng)化混凝可將出水濁度從33.7 NTU降至22.6 NTU。在低懸浮物濃度下,磁介體強(qiáng)化混凝可使出水UV254降低51.11%,而高懸浮濃度下僅降低7.47%。因此,懸浮物濃度的升高降低了磁介體強(qiáng)化去除UV254的效能。藻類及其胞外分泌物的存在嚴(yán)重影響混凝效果。當(dāng)進(jìn)水藻濃度OD680=0.2時(shí),在有無(wú)胞外分泌物(Extracellular organic matter,EOM)和磁粉的各種組合情況下,出水濁度順序?yàn)?27.1 NTU(無(wú)MP,有EOM)22.8 NTU(無(wú)MP,無(wú)EOM)19.6NTU(有MP,有EOM)14.3 NTU(有MP,無(wú)EOM)。因此,磁介體加載可減輕甚至消除胞外分泌物對(duì)混凝的影響。磁介體加載混凝在混凝劑投加量不足或過(guò)量時(shí),均具有更好的處理效果,其抗沖擊負(fù)荷能力更強(qiáng)。磁介體強(qiáng)化混凝較傳統(tǒng)混凝形成的絮體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)。異相成核理論可有效解釋此現(xiàn)象。磁介體強(qiáng)化混凝處理黑臭河道水、高濁河道水和低溫低濁河道水三種典型劣Ⅴ類實(shí)際河道水,其出水指標(biāo)中除氮元素水平外均可滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量》標(biāo)準(zhǔn)中Ⅳ類水質(zhì)要求。
【關(guān)鍵詞】：磁介體 強(qiáng)化混凝 磁分離 城市河道水
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52
【目錄】：