论文题目: 饮用水臭氧化工艺研究与接触池流场模拟
论文类型: 硕士论文
论文专业: 化学工程
作者: 张奎山
导师: 辛峰
关键词: 水处理,臭氧预氧化,复合预氧化,中间预氧化,溴酸盐,模拟
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 饮用水臭氧化技术在我国水处理方面已逐渐被广泛采用,但是关于臭氧化水处理技术的研究还有待完善,为了使该技术在水处理中得以更好的应用,迫切需要对该项技术作进一步深入的研究。本论文针对臭氧化技术在饮用水处理中的应用,主要研究了臭氧预氧化、臭氧/高锰酸钾复合预氧化、中间预氧化、溴酸盐生成规律和控制以及臭氧接触池的流场模拟。研究分析表明,臭氧预氧化对UV254、CODMn有很好的去除效果。随着臭氧投加量的增加,大分子有机物被氧化成小分子有机物,导致颗粒数有升高趋势。同时,由于臭氧对不饱和键的破坏作用,进而也达到了降低色度的效果。在氨氮方面,臭氧可使水中的有机氮被氧化,从而导致氨氮的浓度升高,研究发现预臭氧化与氨氮变化之间的定量关系为△NH3 = 0.142×O3 + 0.012mg/L,氨氮变化的极限值[ΔNH3]max=0.202mg/L。同时,本论文对臭氧/高锰酸钾复合预氧化进行了研究,不同的投加方式实验发现,先投加高锰酸钾在投加臭氧的投加方式,处理效果要优于其它几种投加方式。同时复合预氧化可以明显提高藻类的去除效果(去除率达到88.6%)。对消毒副产物总去除效率分别达到31.9%(HAAFP)和17.3%(THMFP),高于单独预氧化的去除率。另外,由于复合预氧化降低了臭氧投加量,因此明显的降低AOC和溴酸盐的生成量,同时也对复合预氧化影响因素进行了研究分析。在复合预氧化的基础上提出了中间预氧化工艺。试验研究发现,经过中间预氧化后,增强了砂滤柱的过滤效果,浊度和颗粒数都有明显下降趋势,而且随着臭氧量的增加而提高。同时,中间预氧化工艺也能够降低滤后水中的TOC。此外,论文还对深圳水源溴离子污染作了调查,并研究分析了它们随地理位置和季节的变化规律。同时通过臭氧单点和多点投加方式的对比试验研究,得出多点投加可以很大程度上降低溴酸盐生成量的结论,使溴酸盐的生成量减少1/3。论文的最后通过使用Fluent模拟软件对臭氧接触消毒池进行了流场的模拟,模拟结果发现接触池在设计上存在着严重的短流、死区等缺欠,没有很好的达到消毒效果。依据模拟的结果,针对设计上的不足,论文提出了相应改进的各
论文目录:
第一章 绪论
1．1 饮用水资源与污染
1．1．1 水资源
1．1．2 水资源短缺
1．1．3 水资源污染
1．2 饮用水除污染技术现状
1．2．1 强化常规工艺
1．2．2 物理吸附
1．2．3 化学氧化法
1．2．4 生物氧化法
1．2．5 膜分离技术
1．3 饮用水臭氧化深度处理技术
1．3．1 臭氧的性质
1．3．2 臭氧预氧化
1．3．3 臭氧主氧化
1．3．4 臭氧氧化速率的影响因素
1．3．5 臭氧化技术当前研究水平和存在技术问题
1．4 臭氧接触反应装置
1．5 研究的目的和内容
1．5．1 研究的目的
1．5．2 研究内容
第二章 臭氧预氧化技术研究
2．1 引言
2．2 臭氧预氧化对常规指标的处理效果
2．2．1 臭氧预氧化对UV254 的影响
2．2．2 臭氧预氧化对氨氮的影响
2．2．3 臭氧预氧化对氮化合物转化的影响分析
2．2．4 臭氧预氧化对COD_(Mn)的影响
2．2．5 臭氧预氧化对浊度的影响
2．2．6 臭氧预氧化对颗粒数的影响
2．2．7 臭氧预氧化对色度的影响
2．3 臭氧预氧化对副产物的影响分析
2．3．1 对氯化消毒副产物(DBPs)的控制
2．3．2 臭氧化副产物的形成与影响
2．4 臭氧预氧化对助凝效果影响
2．4．1 硬度对助凝效果的影响
2．4．2 TOC对助凝效果的影响
2．4．3 pH值对助凝效果的影响
第三章 臭氧/高锰酸钾复合预氧化技术研究
3．1 复合预氧化技术的效果研究
3．1．1 臭氧、高锰酸钾单独预氧化处理效果研究
3．1．2 复合预氧化投加方式试验
3．1．3 复合预氧化对浊度的影响
3．1．4 复合预氧化对藻类的去除效果
3．2 复合预氧化对副产物的去除
3．2．1 对THMFP和HAAFP的去除
3．2．2 对AOC的控制
3．2．3 对溴酸盐的控制
3．2．4 对甲醛的控制
3．3 复合预氧化影响因素分析
3．3．1 氧化剂投加点对混凝沉淀出水的影响
3．3．2 水温对复合预氧化助凝效果的影响
3．3．3 混凝水力条件对混凝沉淀出水的影响
3．3．4 pH值对复合预氧化助凝效果的影响
3．3．5 硬度对复合预氧化助凝效果的影响
3．3．6 TOC对复合预氧化助凝效果的影响
第四章 中间臭氧化工艺初步研究
4．1 中间臭氧化对浊度和颗粒数的影响
4．2 中间臭氧化对TOC 和AOC 的影响
第五章 深圳市饮用水溴酸盐风险及控制措施
5．1 深圳水源溴离子污染调查
5．1．1 深圳市水源概况
5．1．2 水库溴离子调查
5．1．3 河流溴离子调查
5．1．4 地下水溴离子调查
5．1．5 溴离子浓度的变化
5．2 溴酸盐的生成途径
5．2．1 臭氧分子氧化
5．2．2 羟基自由基氧化
5．3 溴酸盐的控制
第六章 主臭氧接触池的流态模拟
6．1 CFD技术的介绍
6．2 CFD技术在水处理的应用
6．3 CFD在水处理中应用的优越性
6．4 基本方程
6．4．1 两相流体动力学方程
6．4．2 两相流化学反应和质量传递方程
6．5 现有接触池的模拟结果和问题分析
6．6 具体措施
第七章 结论
符号说明
参考文献
附录一 模拟参数设置
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2006-05-24
参考文献
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