基于微渦流絮凝技術(shù)的水處理效果與絮體性能研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外常規(guī)飲用水處理大多數(shù)都采用混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒等工藝，而混凝工藝是水處理中的一個(gè)重要組成部分，其過(guò)程復(fù)雜，影響因素多，形成絮體的粒徑大小、結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等對(duì)絮凝及后續(xù)固液分離的效果有重要的影響。水廠通過(guò)檢測(cè)濾前水濁度來(lái)控制投藥量具有時(shí)間的滯后性，不能快速反應(yīng)出絮凝效果，且現(xiàn)有部分水源水質(zhì)惡化，水廠工藝?yán)匣?，生產(chǎn)效率低，藥、能耗大，出現(xiàn)供水能力不足、水質(zhì)達(dá)標(biāo)困難。因此，本課題通過(guò)應(yīng)用我校擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微渦流凈水技術(shù)，設(shè)計(jì)了渦流絮凝

2、池絮凝效果試驗(yàn)和絮凝過(guò)程中絮體性能試驗(yàn)，試驗(yàn)期間原水取于華東交通大學(xué)孔目湖湖水。試驗(yàn)先通過(guò)混凝沉淀燒杯試驗(yàn)優(yōu)選出后續(xù)試驗(yàn)所用混凝劑及投加量，再研究不同的絮凝時(shí)間、投藥量工況下，處理水源水中濁度、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總磷（TP，由于湖水磷含量較高，因此將TP作為一個(gè)考察指標(biāo)）等污染物指標(biāo)的去除效果，最后應(yīng)用基于機(jī)器視覺(jué)的絮體在線檢測(cè)方法，對(duì)絮凝過(guò)程絮體性能參數(shù)（等效粒徑、數(shù)量等）的檢測(cè)，考察絮凝時(shí)間、投加量對(duì)絮體等效粒徑、數(shù)量影響

3、，以及絮體等效粒徑、數(shù)量與沉后水水質(zhì)的關(guān)系，探討混凝劑投加量控制過(guò)程的建立。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)保證供水水質(zhì)、安全，推動(dòng)水處理微渦流絮凝理論和混凝劑投加量控制技術(shù)的進(jìn)步具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
　　試驗(yàn)期間原水水質(zhì)：水溫20~22℃、pH值6.8~7.2、ξ電位-25.69~-24.72 mv、濁度3.984~6.074 NTU、CODMn4.948~6.840 mg/L、TP0.407~0.566 mg/L。試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論如下：
　　（1

4、）通過(guò)混凝沉淀燒杯試驗(yàn)，研究了聚合氯化鋁（PAC）、FeCl3、Al2(SO4)3對(duì)絮凝過(guò)程水中濁度、CODMn、TP等去除效果，優(yōu)選出PAC為最佳混凝劑，初定混凝劑投加量為18 mg/L。
　?。?）在PAC投藥量18 mg/L條件下，絮凝時(shí)間由42.8min逐漸減少至14.25 min（即進(jìn)水流量由2 m3/h逐漸增大至6 m3/h，水力負(fù)荷由32 m3/m2·h增大至96 m3/m2·h），出水濁度、CODMn、TP隨著進(jìn)水

5、流量的增大均先降低后升高或穩(wěn)定，絮體的等效粒徑隨著進(jìn)水流量的增大先增大后減小，絮體數(shù)量先大幅增多后有小量減少再增多且幅度變大；在絮凝時(shí)間19.0 min（即進(jìn)水流量為4.5 m3/h、水力負(fù)荷72 m3/m2·h）時(shí)，出水濁度、CODMn、TP達(dá)到最低，分別為0.251NTU、2.052 mg/L、0.101 mg/L，去除率分別為94.3％、61.30%、77.45%，絮凝形成的絮體等效粒徑達(dá)到最大0.872 mm，絮體數(shù)量77個(gè)/視

6、窗。
　　（3）試驗(yàn)在絮凝時(shí)間19.0 min（進(jìn)水流量為4.5 m3/h、水力負(fù)荷72 m3/m2·h）條件下，PAC投藥量6.22 mg/L逐漸增加至21.81 mg/L，出水濁度、CODMn隨著投藥量的增加均先降低后升高，TP隨著投藥量的增多先降低后基本穩(wěn)定有小幅度減小，絮體的等效粒徑先逐漸增大后減小，絮體數(shù)量先大幅增多，后增多幅度減少，再增多幅度變大；在PAC投藥量17.64 mg/L時(shí)，出水濁度、CODMn、TP分別為0

7、.291 NTU、2.674 mg/L、0.132 mg/L，去除率分別為95.20%、64.28%、78.13%，生成的絮體等效粒徑達(dá)到最大0.869 mm，絮體數(shù)量為82個(gè)/視窗。
　?。?）絮凝反應(yīng)生成的絮體等效粒徑與沉后水濁度之間的變化趨勢(shì)基本呈負(fù)相關(guān)，沉后水濁度越低，絮體的等效粒徑相對(duì)較大，在混凝劑投加量18 mg/L時(shí)，沉后水濁度最低，絮凝反應(yīng)生成的絮體等效粒徑較大，數(shù)量增長(zhǎng)緩慢；水的ξ電位在逐漸趨于0時(shí)，絮體等效粒徑