污水中SS及P对混凝剂消耗的影响及混凝剂投加方式的优化研究

摘要

目前，大多数污水处理厂深度处理单元采用混凝/沉淀技术来去除水中的悬浮物和磷，然而有相当一部分的污水处理厂中存在着混凝剂投加不合理的情况，例如会出现混凝剂投加过量或者投加不足的现象，从而导致出水不达标或者造成混凝剂的大量浪费。
　　本研究针对污水深度处理过程中混凝剂投加不合理的问题，通过分析污水混凝过程中悬浮物及磷对混凝剂消耗的规律，确定二者之间的竞争或促进关系;通过研究PAC、FeCl3湿配浓度对混凝效果的影响以及不同稀释条件下聚合氯化铝溶液中Al(Ⅲ)的形态分布，确定混凝剂的最佳投配方式。本研究的主要内容包括:（一）以人工配水和实际废水为研究对象，分析悬浮物及磷对混凝剂的消耗规律;（二）通过向人工配水和实际废水中投加不同湿配浓度的混凝剂溶液，探究湿配浓度对混凝效果的影响;（三）研究湿配浓度、稀释时间、pH值和稀释温度对聚合氯化铝溶液中不同Al(Ⅲ)形态分布及转化规律的影响，确定混凝剂的最佳配制方式。
　　试验结果表明:
　　（一）污水混凝过程中悬浮物及磷对混凝剂消耗的影响:
　　当混凝剂投加量为6mg/L时，仅含磷配水P消耗量（由拟合方程得）-复配水P消耗量=20.28-10=10.28mg/L;仅含悬浮物浊度消耗量（由拟合方程得）-复配水浊度消耗量=31.14-21=10.14 mg/L。数值相差很小，说明除磷和除悬浮物并不是各自独立完成的，它们之间存在互相促进的关系。
　　（二）混凝剂湿配浓度对混凝效果的影响:
　　在湿配浓度为2％～20％范围内，当PAC投加量相同时，随着湿配浓度的增加，磷酸盐去除率呈下降趋势，在混凝剂投加量为1mg/L时，湿配浓度为2％的PAC对磷酸盐的去除率为27％，而湿配浓度为20％的PAC对磷酸盐的去除率为19％，在混凝剂投加量为2mg/L的时候，2％湿投浓度的PAC可使浊度下降到9.53NTU，而20％的PAC只能使浊度下降到37.36NTU。
　　在湿配浓度为2％～30％范围内，当FeCl3投加量为4mg/L时，湿配浓度为2％的FeCl3溶液可以使磷酸盐下降到1.5mg/L，而30％的FeCl3溶液只能使磷酸盐下降到2.67 mg/L。投加量为2mg/L时，2％湿配浓度的FeCl3溶液可以使浊度降低到23NTU，而30％的FeCl3溶液只能降低到70NTU。
　　（三）不同稀释条件下聚合氯化铝溶液中Al(Ⅲ)的形态分布:
　　(1)随着湿配浓度的不断提高，Ala的百分比含量在湿配浓度2％～15％范围内，基本保持不变，维持在0.04～0.07之间。然而湿配浓度到20％的时候，Ala的百分比含量从0.07骤减到0.02。Alb的百分比含量大体呈现递减的趋势，从0.2递减到0.1。Alc的百分比含量基本维持在0.75～0.9之间，是总铝的优势形态。
　　(2)在8h稀释时间内，Ala，Alb，Alc的百分比含量维持在一个比较稳定的状态;稀释时间到8～24h时，Ala的百分比含量从0.06上升到0.14; Alb的百分比含量从0.2下降到0.06; Alc一直是聚铝溶液中的主要形态，稀释时间对Alc的百分比含量影响不是很大，Alc的百分比含量始终保持在0.75～0.76。
　　(3)在pH值4.5～8.5时，Ala、Alb、Alc的百分比含量基本维持不变，分别为0.25、0.21及0.54，当pH大于8.5的时候，Ala、Alb的百分比含量逐渐减小，Ala由0.21下降到0.06，Alb由0.21降到0.15，Alc的百分比含量则由0.55上升到0.78。
　　(4)在温度4～25℃，Ala的百分比含量逐渐升高，由0.06上升到0.18，升高幅度达到200％，而Alc的百分比含量由0.73减小到0.51，降幅达到30％，Alb的百分比含量随着温度的升高呈现较小幅度的上升，由0.20上升到0.3。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 混凝在水处理中的应用

1．1．1 混凝技术的重要性

1．1．2 国内混凝沉淀技术的发展现状

1．1．3 国外混凝沉淀技术的发展现状

1．2 混凝作用机理

1．2．1 混凝技术理论概述

1．2．2 混凝技术的作用机理

1．2．3 混凝效果的影响因素

1．3 聚合氯化铝中Al(Ⅲ)的形态分布以及分析方法

1．3．1 聚合氯化铝中Al(Ⅲ)的形态分布

1．3．2 聚合氯化铝中Al(Ⅲ)形态的分析方法

第2章 课题研究的目的、意义及方法

2．1 课题研究的背景、目的及意义

2．2 课题研究的内容

2．3 水质指标测试及分析方法

2．4 试验仪器与药品

第3章 污水混凝过程中悬浮物及磷对混凝剂消耗的影响研究

3．1 初始磷及悬浮物浓度对混凝剂投加量的影响

3．1．1 试验方法

3．1．2 试验步骤

3．1．3 初始磷酸盐浓度对混凝剂投加量的影响

3．1．4 初始悬浮物浓度对混凝剂投加量的影响

3．2 磷酸盐-悬浮物复合人工配水的混凝处理效果

3．3 实际废水条件下的混凝试验

3．4 本章小结

第4章 混凝剂湿配浓度对混凝效果的影响研究

4．1 团岛污水处理厂二沉池出水中磷的形态分析

4．1．1 磷形态分析流程

4．1．2 结果分析

4．2 人工配水条件下湿配浓度对混凝效果的影响

4．2．1 试验方法与步骤

4．2．2 湿配浓度对PAC的混凝处理效果的影响

4．2．3 湿配浓度对FeCl3的混凝处理效果的影响

4．3 实际废水条件下湿配浓度对混凝效果的影响

4．3．1 试验水质

4．3．2 湿配浓度对PAC的混凝处理效果的影响

4．3．3 湿配浓度对FeCl3的混凝处理效果的影响

4．4 本章小节

第5章 不同稀释条件下聚合氯化铝溶液中Al(Ⅲ)的形态分布研究

5．1 Al(Ⅲ)的形态分析方法

5．1．1 试验方法

5．1．2 试验步骤

5．2 不同稀释条件下聚铝溶液中Al(Ⅲ)形态分布情况

5．2．1 湿配浓度对Al(Ⅲ)形态分布的影响

5．2．2 稀释时间对Al(Ⅲ)形态分布的影响

5．2．3 pH值对Al(Ⅲ)形态分布的影响

5．2．4 温度对Al(Ⅲ)形态分布的影响

5．3 不同稀释条件对络合反应速率常数kb的影响

5．3．1 络合反应速率常数kb值概述

5．3．2 湿配浓度对络合反应速率常数kb的影响

5．3．3 稀释时间对络合反应速率常数kb的影响

5．3．4 pH值对络合反应速率常数kb的影响

5．3．5 温度对络合反应速率常数kb的影响

5．4 本章小结

第6章 结论与建议

6．1 结论

6．1．1 污水混凝过程中悬浮物及磷对混凝剂消耗的影响研究

6．1．2 混凝剂湿配浓度对混凝效果的影响研究

6．1．3 不同稀释条件下聚合氯化铝溶液中Al(Ⅲ)的形态分布研究

6．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢