西北地區(qū)高原低溫低濁水混凝沉淀工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、低溫低濁水由于其水質(zhì)特性,一直是水處理界研究的重要內(nèi)容。西北地區(qū)高原的雪山融化水在低溫低濁水中具有典型代表性。本論文以西寧市第七水廠的原水為研究對(duì)象,針對(duì)其運(yùn)行不佳的實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)混凝沉淀工藝小試,優(yōu)選了混凝劑、助凝劑,確定了最佳動(dòng)力學(xué)控制參數(shù),同時(shí)對(duì)低溫低濁條件下絮體破碎再絮凝過(guò)程進(jìn)行了研究;在小試基礎(chǔ)上,根據(jù)小試得出的速度分級(jí)和剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)中試模型設(shè)備,并進(jìn)行中試試驗(yàn)。分析了混凝沉淀工藝運(yùn)行情況,研究了中試設(shè)備的抗沖擊負(fù)荷性能以及絮

2、體破碎再絮凝對(duì)混凝沉淀工藝運(yùn)行的影響;最后建立了高原低溫低濁水絮凝動(dòng)力學(xué)模型。
　　論文通過(guò)小試研究,確定了PAC為最佳混凝劑,最佳投藥量為45mg/L。最佳動(dòng)力學(xué)參數(shù)宜控制為:①快速攪拌(混合)300r/min,時(shí)間0.5min;②絮凝工藝按兩級(jí)劃分,第一級(jí)絮凝轉(zhuǎn)速n1=120r/min,絮凝時(shí)間t1=1.5min;第二級(jí)絮凝轉(zhuǎn)速n2=70r/min,絮凝時(shí)間t2=8min。各級(jí)單位體積的能量消耗和剪切強(qiáng)度分別為:h1=0.41

3、8J/L、h2=0.442J/L和Fr1=0.03、Fr2=0.01。最佳助凝劑的投加量為0.8mg/L,并于絮凝開(kāi)始后2~5min投加效果較好。對(duì)絮體破碎再絮凝過(guò)程的研究表明,隨著破碎次數(shù)的增加,要想達(dá)到相同的處理效能,PAC及PAM的投藥量及再絮凝時(shí)間均要有所提高。
　　論文通過(guò)中試研究,確定混凝劑、助凝劑的最佳投加工況為投加45mg/LPAC和在8＃豎井中投加0.6mg/LPAM,多次重復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在此工況下的沉后水剩余濁度可

4、以穩(wěn)定控制在0.4NTU以下。在最佳工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí),試驗(yàn)用上向流斜板沉淀池負(fù)荷達(dá)3.3mm/s時(shí),沉淀池出水濁度可控制在1.0NTU以下。通過(guò)調(diào)整最佳投藥量,中試設(shè)備在原水濁度為2~30NTU范圍內(nèi)的沉后水濁度可以穩(wěn)定控制在1NTU以下,30~75NTU范圍內(nèi)可以控制在2NTU以下,說(shuō)明中試設(shè)備具備較強(qiáng)的抗原水水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。原水濁度在2.5~3.0NTU內(nèi)小范圍波動(dòng)并且處理水量在(0.8~1.2)Q的范圍內(nèi)變化時(shí),只投加PAC45m

5、g/L情況下,沉后水濁度可穩(wěn)定控制在1.5NTU以下;在投加0.6mg/LPAM助凝的情況下,沉后水濁度通?？煽刂圃?.5NTU以下。絮體破碎的沖擊試驗(yàn)表明,隨著破碎時(shí)間點(diǎn)的往后推移,對(duì)應(yīng)的剩余濁度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。在同一時(shí)刻破碎時(shí),隨著破碎強(qiáng)度的提高,沉后水的剩余濁度也隨之增加,且隨著破碎時(shí)間點(diǎn)的推遲,破碎強(qiáng)度的影響越來(lái)越重要。
　　論文運(yùn)用Smoluchowski基本原理,引入剪切強(qiáng)度Fr控制絮凝,建立了適用于高原低溫低濁水

6、處理的絮凝動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)得到適合本研究的E0=0.85。模擬和試驗(yàn)結(jié)果在顆粒尺寸分布隨時(shí)間演化和運(yùn)行變量對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)尺寸分布影響的比較中相當(dāng)接近,相對(duì)誤差可控制在3％~17%,預(yù)示著此模型系統(tǒng)可以有效地應(yīng)用到高原低溫低濁水處理中絮凝單元的模擬中去。
　　論文提出的適用于西寧市第七水廠特有的動(dòng)力學(xué)控制方法和最佳藥劑搭配、低溫低濁條件下絮體破碎再絮凝的機(jī)理分析以及高原低溫低濁水處理的絮凝動(dòng)力學(xué)模型,可為類似原水水質(zhì)的水廠改造建設(shè)與生產(chǎn)