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投加沸石粉处理原水中氨氮技术研究

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第1章 绪论

1.1研究背景与课题

1.1.1饮用水源氨氮污染现状

1.1.2生活饮用水卫生标准

1.1.3氨氮的来源及危害

1.1.4常规净水工艺与其他技术的局限性

1.1.5课题的提出

1.2沸石的结构特征和理化性质

l.2.1沸石的结构特征

1.2.2沸石的理化性质

1.3沸石处理氨氮研究现状

1.3.1离子交换热力学的研究

1.3.2离子交换动力学的研究

1.3.3沸石去除氨氮影响因素及改性的研究

1.3.4沸石在水处理中的应用现状

1.4沸石去除氨氮机理

1.4.1离子交换

1.4.2生物沸石

1.5研究内容与技术路线

1.5.1研究内容

1.5.2研究技术路线

第2章投加沸石粉吸附氨氮基本性能研究

2.1概述

2.2试验条件及控制参数

2.2.1 实验材料

2.2.2实验仪器

2.2.3分析方法

2.2.4实验方法

2.3投加沸石粉法基本参数确定

2.3.1最佳沸石粉粒径的确定

2.3.2沸石粉吸附氨氮时间的确定

2.3.3搅拌转速范围的确定

2.3.4干/湿式投加方式的确定

2.4沸石粉对氨氮吸附等温模式研究

2.5沸石粉吸附氨氮影响因素研究

2.5.1 pH值对沸石粉去除氨氮的影响

2.5.2初始氨氮浓度对沸石粉去除氨氮影响

2.5.3浊度对沸石粉去除氨氮影响

2.5.4投加量对沸石粉去除氨氮影响

2.6沸石粉吸附氨氮数学模型研究

2.7本章小结

第3章投加沸石粉强化处理微污染原水中氨氮研究

3.1概述

3.2实验条件及控制参数

3.2.1实验材料

3.2.2实验仪器

3.2.3实验方法

3.3沸石粉处理微污染原水研究

3.4沸石粉强化混凝处理微污染原水研究

3.4.1 沸石粉强化混凝处理微污染原水实验

3.4.2在吸水井处投加沸石粉对原水强化处理分析

3.4.3在管道混合器处投加沸石粉对原水强化处理分析

3.4.4在絮凝前期投加沸石粉对原水强化处理分析

3.4.5在絮凝中期投加沸石粉对原水强化处理分析

3.4.6不同投加点综合比较及机理分析

3.5本章小结

第4章投加沸石粉与粉末活性炭联用技术研究

4.1概述

4.2沸石粉、粉末活性炭吸附有机物分子量分布研究

4.2.1有机物分子量分布特性

4.2.2沸石粉与粉末活性炭吸附分子量分布实验

4.2.3沸石粉与粉末活性炭吸附分子量分布分析

4.3沸石粉与粉末活性炭混合吸附实验

4.3.1 实验方法

4.3.2沸石粉与粉末活性炭混合效果及机理研究

4.4投加沸石粉与粉末活性炭联用优化研究

4.4.1 实验方法

4.4.2投加沸石粉与粉末活性炭联用优化效果及机理研究

4.5本章小结

第5章沸石粉污泥脱水性能研究

5.1概述

5.2污泥比阻测定实验

5.2.1污泥脱水性能的评价指标

5.2.2污泥比阻值r公式

5.2.3污泥比阻值r测定实验

5.2.4污泥比阻值r测定步骤及装置

5.2.5污泥比阻值拟合t/V-V图

5.3沸石粉污泥比阻值

5.4投加沸石粉法污泥脱水性能及机理研究

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2今后的研究方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

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摘要

随着饮用水源污染日益严重,原水突发性氨氮污染问题困扰着水厂的运行,原水中氨氮污染增加了消毒副产物的生成量及致突性,而传统处理工艺不能有效去除氨氮和有机污染物。因此,本文基于运行简便、经济可靠的思想对水厂中投加沸石粉治理氨氮污染进行了深入的探讨。本文主要结论如下: 1、本文研究了投加沸石粉法在水厂应用的基本参数,分析了沸石粉对氨氮的吸附等温模式,并建立了沸石粉对氨氮吸附的数学模型。研究结果表明,(1)最佳沸石粉粒径为200目;(2)沸石粉在2min甚至更短时间内快速吸附氨氮;(3)出水最好的搅拌转速为300rpm,与反应池关联的话,最佳搅拌转速范围为100rpm~200rpm,最优搅拌期为絮凝快速期;(4)干、湿式两种不同投加方式对出水效果无影响;(5)沸石粉对氨氮吸附等温线既符合Langmuir模式,也符合Frenndlich模式;(6)初步建立了沸石粉吸附量Q(mg/g)与沸石粉投加量m(g)、初始氨氮浓度C0(mg/L)、水体温度T(K)等参数的数学模型。 2、本文研究了沸石粉强化处理微污染原水的最佳工艺参数,结合水厂工艺特点和出水水质等方面要求,确定了工程应用参数—最佳投加点和最佳投加量,并分析了强化处理的作用机理。研究结果表明,(1)沸石粉吸附氨氮和UV254,絮凝沉淀排除沸石粉污泥,从而达到沸石粉对常规处理工艺处理效果的强化;(2)沸石粉附着在絮体上,导致沸石粉不易沉降,但增加了絮体沉降性能,因此,沸石粉对絮体沉淀有一定的强化作用;(3)在水厂中突发性氨氮污染治理工程应用时,沸石粉最佳投加点为絮凝前期,投加量应在0.5g/L以下。 3、本文通过凝胶色谱法深入研究了沸石粉与粉末活性炭各自吸附原水中有机物分子量范围,并研究了沸石粉与粉末活性炭联用技术的工程参数和技术方法。研究表明,沸石粉主要吸附分子量为0~1000的有机物,粉末活性炭主要吸附分子量为100~10000的有机物,两种吸附剂存在共同的吸附区,为联用提供了理论基础。沸石粉与粉末活性炭联用的最优组合方式为:粉末活性炭最优投加点为吸水井处或絮凝前期,沸石粉最优投加点为絮凝前期,两种吸附剂的投加量分别为40mg/L和0.5g/L以下。 4、本文进行了水厂沸石粉污泥比阻测试实验,研究表明沸石粉对水厂污泥脱水性能有很好的改善作用。水厂的原水污泥脱水性能为中等程度,投加沸石粉后水厂污泥为易脱水污泥,污泥比阻值随着沸石粉投配量的增大而降低,沸石粉提高了原污泥的脱水性能,对污泥具有一定的调质作用。

著录项

  • 作者

    朱柏荣;

  • 作者单位

    同济大学;

    同济大学环境科学与工程学院;

  • 授予单位 同济大学;同济大学环境科学与工程学院;
  • 学科 环境工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 廖振良;
  • 年度 2009
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TU991.29;
  • 关键词

    氨氮污染; 饮用水; 沸石粉; 水质;

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