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多孔弹性滤料应用于管道直饮水预处理工艺的可行性研究

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第一章绪论

1.1管道直饮水的应用和发展现状

1.1.1饮用水处理技术的发展

1.1.2管道直饮水的特点

1.1.3管道直饮水工艺系统的组成和处理技术

1.1.4管道直饮水预处理工艺系统

1.1.5国内外管道直饮水的发展及应用现状

1.2本论文研究目的、内容及创新点

1.2.1研究目的

1.2.2研究内容

1.2.3本论文的创新点

1.2.4技术路线

第二章实验材料与方法

2.1实验期间原水水质

2.2实验装置

2.3实验滤料

2.4工艺运行参数

2.5检测项目及检测方法

2.5.1检测项目

2.5.2检测方法

第三章运行初期不同过滤方法对污染物的去除性能比较

3.1原水水质、水温及溶解氧的变化

3.1.1原水水质

3.I.2运行初期水温变化

3.1.3运行初期溶解氧的变化

3.2不同过滤方法对无机物的去除性能

3.2.1对浊度的去除性能

3.2.2对Fe的去除性能

3.2.3对氨氮的去除性能

3.3不同过滤方法对有机物的去除性能

3.3.1对CODMn的去除性能

3.3.2对DOC的去除性能

3.3.3对UV254的去除性能

3.3.4不同过滤方法的滤料中生物量对比

3.4多孔弹性滤料的压缩率与污染物去除率之间的相关性

3.4.1对浊度去除率的相关性分析

3.4.2对Fe去除率的相关性分析

3.5运行稳定初期不同过滤方法对各污染物去除性能

3.6小结

第四章运行稳定期间不同过滤方法对污染物的去除性能比较

4.1不同EBCT条件下不同过滤方法对污染物的去除性能比较

4.1.1不同过滤方法对无机物的去除性能

4.1.2不同过滤方法对有机物去除性能

4.2不同水温条件下不同过滤方法对污染物的去除性能比较

4.2.1不同过滤方法对无机物的去除性能

4.2.2不同过滤方法对有机物去除性能

4.3过滤周期内不同过滤方法的出水浊度的变化及反冲洗

4.4多孔弹性滤料的压缩率与污染物去除之间的相关性

4.4.1多孔弹性滤料的压缩率与无机物去除之间的相关性

4.4.2多孔弹性滤料的压缩率与有机物去除之间的相关性

4.5运行稳定期间各过滤方法对水质的净化效果

4.6小结

第五章多孔弹性滤料-生物活性炭与生物活性炭过滤性能研究

5.1对无机污染物的去除性能

5.1.1对浊度的去除性能

5.1.2对铁的去除性能

5.1.3对氨氮的去除

5.1.4对亚硝酸盐的去除

5.2对有机污染物的去除性能

5.2.1对CODMn和UV254的去除

5.2.2对TOC和DOC的去除

5.2.3对BDOC的去除

5.3过滤周期与反冲洗比较

5.4小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和专利

致谢

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摘要

管道直饮水作为一种提供高品质饮用水的供水方式,因其经济便利在我国处于方兴未艾时期。但就管道直饮水技术发展情况来看,目前仍存在较多的问题有待解决,尤其是管道直饮水制水系统中为了延长膜的寿命使得预处理工艺趋向复杂,造成了制水成本不断增加。本论文针对这种现状,探讨了多孔弹性滤料(Porous Flexible Filter Material,PFFM)应用于管道直饮水制水预处理工艺中的可行性,以简化管道直饮水的预处理系统、降低管道直饮水的制水成本。 本论文的主要研究内容包括:比较了多孔弹性滤料、石英砂以及活性炭过滤这三种不同的过滤方法在过滤运行初期和运行稳定期期间对饮用水中污染物的深度处理性能,探讨了影响多孔弹性滤料过滤性能的工况条件,多孔弹性滤料压缩率与污染物去除效果之间的关系,以及压缩率为70%的多孔弹性滤料一生物活性炭(以下简称为70%PFFM-BAC)串联过滤系统作为管道直饮水制水预处理工艺的可行性。本文的主要研究结果如下: (1)运行初期,不同滤料压缩率的多孔弹性滤料对污染物的去除效果均优于石英砂,对浊度和铁的去除效果接近于活性炭,而对CODMn、UV254及DOC的去除效果劣于活性炭。多孔弹性滤料去除污染物的效果和滤料表面的生物量随着滤料压缩率的增加而提高。运行稳定期间,不同滤料压缩率的多孔弹性滤料对浊度、铁及有机污染物的去除效果更优于石英砂,对无机污染物和BDOC的去除效果接近于活性炭,对CODMn、TOC及DOC略劣于活性炭。 (2)运行稳定期间,多孔弹性滤料的压缩率对UV254的去除效果影响较小,但对其他污染物的去除效果影响较大。滤料压缩率分别为0%和30%的多孔弹性滤料对浊度、Fe、NH4+-N、NO2-N及BDOC的去除效果较差,且波动较大,而滤料压缩率分别为50%和70%的多孔弹性滤料的去除效果较好,且波动较小。其中压缩率为70%的多孔弹性滤料对水中各种污染物的去除效果均最好。 (3)与BAC工艺相比,70%PFFM-BAC工艺能明显改善出水水质。其对NO2-N、CODMn、UV254、TOC及DOC的平均去除率分别为67.7%、34.7%、31.5%、59.3%及43.7%,而BAC工艺相应的平均去除率分别为-7.1%、27.6%、20.3%、45.6%及34.6%。70%PFFM-BAC工艺出水BDOC小于0.2mg/L,为生物稳定性水,且符合《饮用净水水质标准》(CJ94-2005)。 (4)BAC工艺的反冲洗周期为7天,而70%PFFM-BAC工艺的反冲洗周期为23天,因此减少了反冲洗的次数。 上述研究结果表明,多孔弹性滤料与生物活性炭的串联系统作为管道直饮水制水预处理工艺既能满足膜对进水水质要求,又能降低制水成本。因此,将多孔弹性滤料应用于管道直饮水预处理工艺是可行的。

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