氣動(dòng)絮凝控制參數(shù)優(yōu)化及其動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、污水強(qiáng)化一級(jí)處理能以較少的投資削減大量的污染負(fù)荷，降低去除單位污染物的費(fèi)用。它適用于水環(huán)境狀況期待改善而經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，是一種高效而低投入的污水處理技術(shù)。將氣動(dòng)絮凝應(yīng)用于污水強(qiáng)化一級(jí)處理不僅可以顯著去除污水中的膠體和懸浮物質(zhì)，還可以有效提高水中的溶解氧含量，是一種具有自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的絮凝方式。 近幾年，國(guó)內(nèi)外對(duì)氣動(dòng)絮凝方式的研究較少，其控制參數(shù)差別較大，并由于對(duì)其動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究較少，對(duì)其絮凝動(dòng)力學(xué)相關(guān)影響因素還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，這

2、為氣動(dòng)絮凝在實(shí)際工程中的應(yīng)用和推廣帶來不便。本課題是針對(duì)這些存在的問題，進(jìn)行氣動(dòng)絮凝用于強(qiáng)化城鎮(zhèn)污水一級(jí)處理試驗(yàn)研究，通過試驗(yàn)室小試優(yōu)化氣動(dòng)絮凝反應(yīng)參數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用氣動(dòng)絮凝方式處理城鎮(zhèn)污水的最佳混合充氣量為0.6 m3/h；在一定的絮凝充氣強(qiáng)度范圍(0.031-0.074 m3(空氣)/m3(污水)．min)內(nèi)，較為適合的充氣量應(yīng)在0.05-0.06 m3(空氣)/m3(污水)．min，充氣時(shí)間應(yīng)小于9min等參數(shù)；并在參

3、數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，比較了不同充氣裝置(微孔曝氣頭與穿孔管)對(duì)污染物的去除效果，結(jié)果顯示微孔曝氣頭充氣攪拌效果優(yōu)于穿孔管。 混凝處理過程中，絮體的結(jié)構(gòu)一直是人們研究的熱點(diǎn)，分形理論的出現(xiàn)使人們對(duì)絮體的大小、強(qiáng)度和沉速等研究有了新的工具。作為一種新興的絮凝研究手段，分形理論啟發(fā)了研究人員對(duì)絮凝體結(jié)構(gòu)、混凝機(jī)理和動(dòng)力學(xué)模型作進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。為進(jìn)一步研究分形理論在氣動(dòng)絮凝攪拌方式中的應(yīng)用，作者以聚合氯化鐵鋁和聚丙烯酰胺為絮凝劑，在不同的絮凝

4、充氣組合下進(jìn)行混凝沉淀實(shí)驗(yàn)，利用顯微鏡觀察了絮凝體的形態(tài)特征，測(cè)算了絮凝體的分形維數(shù)，并分析了分形維數(shù)與污染物去除效果的關(guān)系。認(rèn)為絮凝體的分形維數(shù)和沉后水濁度、CODcr能表現(xiàn)出良好的相關(guān)關(guān)系，從而在氣動(dòng)絮凝工藝控制過程中，可以通過對(duì)絮凝體分形維數(shù)的在線監(jiān)測(cè)來反映絮體絮凝的程度和混凝處理效果。 同時(shí)，本課題對(duì)氣動(dòng)絮凝動(dòng)力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了分析和探討，認(rèn)為氣動(dòng)絮凝作為一種特殊的絮凝攪拌方式，其絮凝過程存在固-液-氣三相的相互作用，其絮體