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塘西河初期雨水径流混凝净化处理探究

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 城市初期雨水污染及其治理

1.1.2 城市初期雨水污染成因

1.1.3 影响城市初期雨水污染主要因素

1.1.4 国外城市雨水污染管理及治理

1.1.5 国内城市雨水管污染管理及治理

1.2 混凝技术在污水处理中的研究进展

1.2.1 混凝技术优化控制原理

1.2.2 混凝技术在各类水体处理中的应用

1.3 本论文的研究内容、意义和创新点

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究意义

1.3.3 创新点

第二章实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 硅藻土

2.1.2 PAC

2.1.3 底泥

2.1.4 石英粉

2.2 实验试剂及设备

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验设备

2.3 试验方法

2.3.1 混凝实验方法

2.3.2 分析表征方法

2.3.2 分析测试方法

第三章 塘西河初雨径流采样及水质分析

3.1 初期雨水径流水质分析

3.1.1 取样点及取样方法

3.1.2 采样情况

3.1.3 初期雨水径流水样分析

3.2 初期雨水径流相关性分析

3.3 模拟初期雨水径流配制

3.4 本章小结

第四章 混凝最优条件选择

4.1 背景概述

4.2 实验设计

4.2.1 混凝剂比选

4.2.2 混凝剂选择

4.2.3 投加量选择

4.2.4 沉淀时间

4.2.5 水力条件

4.2.6 正交实验

4.3 实验结果与分析

4.3.1 混凝剂比选实验结果

4.3.2 混凝剂选择实验结果分析

4.3.3 投加量选择结果分析

4.3.4 沉淀时间结果分析

4.3.5 水力条件结果分析

4.3.6 正交实验结果分析

4.4 本章小结

第五章 调控浊度研究模拟初期雨水中氮磷去除

5.1 背景概述

5.2 实验设计

5.2.1 不同浊度对模拟态磷去除率的影响

5.2.2 底泥模拟浊度对磷去除率的影响

5.2.3 确立浊度与混凝剂投加量对磷的影响关系

5.2.4 不同浊度对模拟态氮去除率的影响

5.2.5 底泥模拟浊度对氮去除率的影响

5.2.6 确立浊度与混凝剂投加量对氮的影响关系

5.2.7 Zeta电位实验测定

5.2.8 红外光谱测定

5.2.9 紫外光谱测定

5.3 实验结果与讨论

5.3.1 不同浊度对模拟态磷去除率的影响

5.3.2 底泥模拟浊度对磷去除率的影响

5.3.3 确立浊度与混凝剂投加量对磷的影响关系

5.3.4 不同浊度对模拟态氮去除率的影响

5.3.5 底泥模拟浊度对氮去除率的影响

5.3.6 确立浊度与混凝剂投加量对氮的影响关系

5.3.7 Zeta电位实验测定结果及分析

5.3.8 红外光谱结果分析

5.3.9 紫外光谱结果分析

5.4 本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

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摘要

雨水冲刷挟带污染物形成的初期雨水径流造成严重污染和破坏,其属于非点源污染,对水体水质的影响日益明显。因此,近年来有关初期雨水径流的处理越发引起关注,成为研究热点之一。  本论文主要选取合肥市塘西河十处排水口进行初雨径流水质分析,数据显示:总磷(Total Phosphorus,TP)浓度在0-5 mg/L范围;总氮(Total Nitrogen,TN)浓度在0-16 mg/L范围;固体悬浮物(Suspended Solids,SS)在60-1200 mg/L范围;浊度在20-200 NTU范围。结合实际选取TP为2 mg/L;TN为4 mg/L;SS为200 mg/L;浊度为150 NTU等配比模拟初期雨水径流。通过单因素实验选取得到硅藻土加聚合氯化铝(Polyaluminium Chloride,PAC)的复合混凝剂,常规混凝实验结果显示:通过正交实验,得出复合混凝剂投加量为75 mg/L,混凝水力条件转速设为500 r/min时,静置时间设为50 min时,水样TP、TN去除率最为理想。对实验室模拟初期雨水径流,以石英粉调控浊度进行混凝处理,总磷、总氮去除率大体上呈现出随着浊度增加去除率逐渐增加的趋势,之后趋于平缓或者下降,与理论相符。实验室模拟初期雨水径流,以底泥调控浊度,综合针对TP、TN去除,浊度范围0-100 NTU时,投加量为30mg/L,浊度范围100-450 NTU、600-750 NTU内,投加量为75 mg/L,浊度范围450-600 NTU时,投加量为50mg/L。  通过电动电位(Zeta potential, Zeta)分析、傅里叶红外光谱、紫外-可见光光谱分析手段对石英粉模拟浊度及底泥模拟浊度的混凝过程进行探讨,综合分析结果发现,Zeta电位值变化与理论相符,表明混投加混凝剂之后,混凝剂提供的正离子进入水体扩散层及吸附层,使胶体颗粒发生聚集沉降,产生压缩双电层作用。红外光谱分析发现混凝过程存在多种化学键,也表明了PAC加硅藻土复合的混凝剂具有聚合物结构,与单一的混凝剂相比复合产生多种作用。通过紫外光谱分析,复合混凝剂会促使产生新的键位,稳定性好,趋向于发展。混凝机理兼有压缩双电层、吸附电性中和、吸附架桥和网捕卷扫作用。

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