隨著工業(yè)化的發(fā)展和人類物質(zhì)生活的提高,水環(huán)境污染已是當(dāng)今世界普遍存在的問題。水是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中不可缺少的重要物質(zhì),又是不可替代的重要自然資源。我國(guó)的淡水資源嚴(yán)重短缺,而且時(shí)、空分布很不均勻。天津市是個(gè)水資源極度匱乏的城市,水危機(jī)已成為制約天津市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。水源水質(zhì)的普遍污染已成為水環(huán)境污染控制與水資源保護(hù)領(lǐng)域的突出問題。我國(guó)城市供水行業(yè)面臨水源水質(zhì)污染、供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高的雙重壓力。 天津地區(qū)原水存在季節(jié)性藻類高發(fā)和低溫低濁現(xiàn)象,隨著污染的加重,傳統(tǒng)的以沉淀為主的處理工藝越來越難以滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為了改善日益惡化的水源水質(zhì),滿足日益提高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),必須對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),有效去除污染物,滿足越來越高的水質(zhì)要求。研究表明氣浮工藝適合低溫低濁水和含藻水等典型北方微污染原水的處理,并在很多國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用,因此,本文采用混凝氣浮工藝處理典型北方微污染水源水,具有重大的理論意義和迫切的現(xiàn)實(shí)意義。 本文通過中試模型,研究了混凝氣浮和混凝沉淀工藝對(duì)污染物的去除效果,確定了適合華北地區(qū)典型水質(zhì)的處理工藝及其對(duì)污染物的去除規(guī)律。中試實(shí)驗(yàn)在天津某水廠進(jìn)行,中試裝置用不銹鋼做成,處理水量均為120 m3/d。本文還針對(duì)天津市出現(xiàn)的常溫常濁水、低溫低濁水、高溫高藻水,進(jìn)行了強(qiáng)化混凝氣浮和強(qiáng)化混凝沉淀處理,發(fā)現(xiàn)混凝氣浮工藝對(duì)濁度、有機(jī)物、藻類、細(xì)菌等都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。中試試驗(yàn)證明混凝氣浮工藝適合對(duì)天津市微污染水源水的處理,出水效果憂于混凝沉淀工藝。 試驗(yàn)還確定了各個(gè)時(shí)期的混凝氣浮工藝運(yùn)行參數(shù)和對(duì)污染物的去除規(guī)律。常溫常濁期,混凝劑投量為10~15 mg/L,回流比為9%,濁度去除率為85~95%,CODMn、UV254去除率為15~35%,TOC去除率為10~30%,細(xì)菌去除率為80~95%,THMs去除率為18%;低溫低濁期,混凝劑投量為15~20 mg/L,回流比為10%,濁度去除率為80~90%,CODMn、UV254、TOC去除率為10~25%,細(xì)菌去除率為60~90%,THMs去除率為16%;高溫高藻期,混凝劑投量為20~30 mg/L,回流比為12%,濁度去除率為80~98.5%,CODMn、UV254、TOC去除率為15~65%,細(xì)菌去除率為80~95%,THMs去除率為20%。 在深入分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,本文提出了氣泡-顆粒碰撞效率模型及氣泡-顆粒上升速率模型。模型分別以氣泡、顆粒為捕集體,對(duì)氣泡、顆粒的碰撞效率建立了相應(yīng)的模型。根據(jù)建立的模型分析發(fā)現(xiàn):氣泡-顆粒的碰撞效率隨氣泡或顆粒的直徑增大而減小,以氣泡為捕集體,顆粒粒徑應(yīng)該越小越好,并且適當(dāng)大的氣泡更有利于捕集顆粒;同樣以顆粒為捕集體,氣泡應(yīng)該越小越好,并且適當(dāng)大的顆粒更有利于捕集氣泡;層流狀態(tài)有利于氣泡-顆粒的碰撞捕集,而紊流狀態(tài)最不利于氣泡-顆粒的碰撞捕集,因此氣浮池接觸區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小水流的擾動(dòng);氣泡-顆粒碰撞效率模型還證明其碰撞效率與水溫成正比,水溫越高,氣泡-顆粒的碰撞效率越大;氣泡-顆粒的上升速率模型表明其上升速率跟絮體大小及粘附的氣泡大小及其數(shù)量有關(guān),粘附到絮體上的氣泡數(shù)量與絮體和氣泡大小有關(guān)。對(duì)于小絮體,減少氣泡的尺寸或者增加空氣的量對(duì)提高氣泡和絮體的比例有限,唯一的選擇就是嚴(yán)格限制絮體的大小。對(duì)于大絮體,由于氣泡、絮體的數(shù)量比已遠(yuǎn)超過了要求,因此合適的絮凝程度顯得并不重要。本文還利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back Propagation Neural Network)建立了氣浮工藝對(duì)污染物的處理效果預(yù)測(cè)模型,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以很好的預(yù)測(cè)氣浮工藝對(duì)濁度、UV254等的去除效果,并能預(yù)測(cè)混凝劑投量,從而達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)的目的。 本文還針對(duì)難于處理的氣浮池浮渣,進(jìn)行了濃縮脫水研究,確定了浮渣產(chǎn)量與混凝劑投加量、原水濁度與SS去除量相關(guān),并找出了它們的關(guān)系式。氣浮池浮渣含水率在99.5%以上,經(jīng)過初步濃縮,添加混凝劑調(diào)理,然后離心脫水,可以使浮渣含水率降到86%。
【學(xué)位單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

29圖 2.1 芥園水廠中試工藝流程圖預(yù)氧化罐：?jiǎn)喂尥Ａ魰r(shí)間為 10 min，總停留時(shí)間為 20 min。若氧化劑為臭氧，則臭氧通過鈦板曝氣，直接投加于預(yù)氧化罐；混合池：機(jī)械攪拌，混合池?cái)嚢柁D(zhuǎn)速為 100~130 rpm，停留時(shí)間為 1 min；反應(yīng)池：兩級(jí)機(jī)械攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為 15~40 rpm，各級(jí)反應(yīng)池的停留時(shí)間均為 9 min；

a ba.平流氣浮池；b.間歇式溶氣罐圖 2.3 氣浮池及間歇式溶氣罐設(shè)計(jì)圖2.1.2.2 釋氣系統(tǒng)釋氣系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置是釋放器，它對(duì)氣泡形成的大小、分布以及對(duì)氣浮凈水效果和運(yùn)行費(fèi)用均有明顯影響。目前國(guó)內(nèi)外采用不同類型的釋放器，有簡(jiǎn)單閥門式、針型閥式以及專用釋放器[64]，后者屬于專利技術(shù)。我國(guó)同濟(jì)大學(xué)研制成功的 TS、TJ、TV 型釋放器，可有效地避免微細(xì)氣泡合并變大，溶氣罐壓力在 0.2~0.3 MPa 的條件下仍能滿足氣浮凈水的需要。冶金部建筑研究總院設(shè)計(jì)的 YJH 型噴頭在 0.2~0.3 MPa 工作壓力下，可將溶解氣體轉(zhuǎn)換成直徑 0.1~1 μm的微氣泡。中試工藝采用的是同濟(jì)大學(xué)研制的 TS 型釋放器。

圖 2.4 TS 釋放器結(jié)構(gòu)圖2.1.2.3 排渣系統(tǒng)溶氣氣浮池的排渣方式主要分為兩種：機(jī)械刮渣和水力溢渣。機(jī)械刮渣是根據(jù)浮渣形成的速度，借助刮渣機(jī)進(jìn)行定期刮渣。在水處理領(lǐng)域，部分式或全長(zhǎng)式刮渣機(jī)和沿邊刮渣機(jī)應(yīng)用廣泛。另外還有一些溶氣氣浮工藝直接利用其后續(xù)濾池反沖水進(jìn)行水力溢渣[65]，其優(yōu)點(diǎn)是：提高了水廠的產(chǎn)水率，節(jié)省了能耗。當(dāng)水源水隱孢子蟲卵囊含量過高時(shí)，采用此種排渣方法可以節(jié)省去除濾池反沖水中隱孢子蟲卵囊的額外費(fèi)用。刮渣方式的合理選擇，無論是機(jī)械刮渣還是水力溢渣，都要盡可能減小對(duì)氣浮出水的影響。刮渣間隔時(shí)間視浮渣量而定，間隔時(shí)間越長(zhǎng)，渣的含水率越低，一般情況下，氣浮池刮渣間隔時(shí)間定在 2~4 h。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹志勇;郝海森;孫君;吳亮清;張麗軍;;基于TM影像的微污染水質(zhì)監(jiān)測(cè)模型研究[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年13期

2 王強(qiáng);王燕;劉慧;蔣文強(qiáng);;微污染廢水處理的研究[J];遼寧化工;2011年07期

3 李星;蘆澍;楊艷玲;陳杰;;粉末活性炭-超濾工藝處理微污染水中試研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

4 張麗華;;部分不正常水質(zhì)的處理[J];科技促進(jìn)發(fā)展(應(yīng)用版);2011年04期

5 武福平;齊海英;丁俊宏;張國(guó)珍;李旭;劉玲花;;活性炭-石英砂生物過濾處理微污染窖水的掛膜試驗(yàn)研究[J];水處理技術(shù);2011年07期

6 孔宇;沈巍;王鄭;林子增;楊鎧誠(chéng);;凹凸棒曝氣生物濾池預(yù)處理微污染原水研究[J];水處理技術(shù);2011年08期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉善培;強(qiáng)化混凝氣浮工藝處理微污染原水的中試研究[D];南開大學(xué);2007年

2 賴?yán)と?陜西“二華”地區(qū)淺層地下水水化學(xué)特征及其微污染水處理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

3 田偉君;河流微污染水體的直接生物強(qiáng)化凈化機(jī)理與試驗(yàn)研究[D];河海大學(xué);2005年

4 章麗萍;溫榆河微污染水水質(zhì)改善技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

5 喬瑞平;微污染水中微囊藻毒素的脫除技術(shù)研究[D];南開大學(xué);2005年

6 王韻芳;鈦硅復(fù)合氧化物的制備及在微污染水處理中的應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2011年

7 張?jiān)?新型螯合吸附劑的制備及其對(duì)重金屬微污染廢水的凈化處理研究[D];蘭州大學(xué);2011年

8 劉芳;溶氣氣浮除污染效能及其運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)化措施[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 魏巍;微污染水源揚(yáng)水曝氣強(qiáng)化原位生物脫氮特性與試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

10 金玲;等離子體協(xié)同光催化劑處理微污染水[D];天津大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李海礁;一株耐低溫凈水細(xì)菌的篩選及初步鑒定[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 李鴻敬;膜混凝反應(yīng)器處理微污染水源水及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D];天津大學(xué);2003年

3 張光輝;膜混凝反應(yīng)器（MCR）制備飲用水和去除氟化物的研究[D];天津大學(xué);2004年

4 謝宇銘;陶瓷膜與氧化組合工藝處理微污染水的研究[D];清華大學(xué);2010年

5 朱方旭;預(yù)處理—微濾膜處理微污染水的試驗(yàn)研究[D];南昌大學(xué);2012年

6 孫巍;著生藻類去除微污染水體中氮磷的試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2008年

7 李彬;稀土吸附劑微污染水深度除磷研究[D];昆明理工大學(xué);2005年

8 林達(dá)紅;改性沸石粉去除微污染水源水中鎘（Ⅱ）的試驗(yàn)研究[D];暨南大學(xué);2009年

9 方建文;曝氣生物流化池處理微污染水試驗(yàn)研究[D];山東建筑大學(xué);2010年

10 魏成根;懸浮藻類處理微污染水的實(shí)驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2868205