西北地區(qū)高原低溫低濁水混凝沉淀工藝試驗研究.pdf

1、低溫低濁水由于其水質特性,一直是水處理界研究的重要內容。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象,針對其運行不佳的實際問題,通過混凝沉淀工藝小試,優(yōu)選了混凝劑、助凝劑,確定了最佳動力學控制參數(shù),同時對低溫低濁條件下絮體破碎再絮凝過程進行了研究;在小試基礎上,根據(jù)小試得出的速度分級和剪切強度設計中試模型設備,并進行中試試驗。分析了混凝沉淀工藝運行情況,研究了中試設備的抗沖擊負荷性能以及絮

2、體破碎再絮凝對混凝沉淀工藝運行的影響;最后建立了高原低溫低濁水絮凝動力學模型。
　　論文通過小試研究,確定了PAC為最佳混凝劑,最佳投藥量為45mg/L。最佳動力學參數(shù)宜控制為:①快速攪拌(混合)300r/min,時間0.5min;②絮凝工藝按兩級劃分,第一級絮凝轉速n1=120r/min,絮凝時間t1=1.5min;第二級絮凝轉速n2=70r/min,絮凝時間t2=8min。各級單位體積的能量消耗和剪切強度分別為: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,并于絮凝開始后2~5min投加效果較好。對絮體破碎再絮凝過程的研究表明,隨著破碎次數(shù)的增加,要想達到相同的處理效能,PAC及PAM的投藥量及再絮凝時間均要有所提高。
　　論文通過中試研究,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,多次重復試驗發(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。在最佳工況點運行時,試驗用上向流斜板沉淀池負荷達3.3mm/s時,沉淀池出水濁度可控制在1.0NTU以下。通過調整最佳投藥量,中試設備在原水濁度為2~30NTU范圍內的沉后水濁度可以穩(wěn)定控制在1NTU以下,30~75NTU范圍內可以控制在2NTU以下,說明中試設備具備較強的抗原水水質沖擊負荷的能力。原水濁度在2.5~3.0NTU內小范圍波動并且處理水量在(0.8~1.2)Q的范圍內變化時,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表明,隨著破碎時間點的往后推移,對應的剩余濁度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在同一時刻破碎時,隨著破碎強度的提高,沉后水的剩余濁度也隨之增加,且隨著破碎時間點的推遲,破碎強度的影響越來越重要。
　　論文運用Smoluchowski基本原理,引入剪切強度Fr控制絮凝,建立了適用于高原低溫低濁水

6、處理的絮凝動力學模型,同時得到適合本研究的E0=0.85。模擬和試驗結果在顆粒尺寸分布隨時間演化和運行變量對穩(wěn)定狀態(tài)尺寸分布影響的比較中相當接近,相對誤差可控制在3％~17%,預示著此模型系統(tǒng)可以有效地應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力學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理分析以及高原低溫低濁水處理的絮凝動力學模型,可為類似原水水質的水廠改造建設與生產