曝气吹脱技术去除水源水氯苯的初步研究

论文摘要

挥发性有机物已经成为我国水源水的一大污染源。大多数挥发性有机物,具有较强的毒性,严重威胁着饮用水供水安全。本文将氯苯作为一种代表性的挥发性目标污染物,在水源水突发氯苯污染的情况下,研究用曝气吹脱技术如何快速高效的去除水源水中残留的氯苯。本文研究了影响氯苯吹脱动力学的主要因素,主要考察了曝气头、初始浓度、单位面积布气量以及水温的影响。初步探讨了水源水中的浊度和其他挥发性污染物对氯苯吹脱去除率的影响。同时通过连续流实验考察了氯苯曝气吹脱法的最佳工艺参数,并初步探讨了连续流时氯苯去除率的数学模型。且针对配水井和吹脱池进行了氯苯曝气吹脱的模拟分析。结果表明吹脱时氯苯浓度随时间的变化关系能较好的满足一级动力学方程,曝气头、单位面积布气量及水温对氯苯去除率的影响较大,而初始浓度对去除率几乎没有影响。曝气头孔径越小孔隙率越大去除效果越好;温度从0升高至30℃去除速率常数从0.1886 min-1增至1.0465 min-1;单位面积布气量从0.37 m3/（m2.min）增加到1.1 m3/（m2.min）去除速率常从0.2325 min-1增至0.4213min-1。浊度对氯苯去除有细微的影响;与乙苯和苯共存能促进氯苯的去除,且与苯共存时效果最好。连续流曝气吹脱时氯苯的最佳气水比为10,常温下去除率能达到50%以上;去除率的数学模型能较好的预测实验结果。水厂配水井能作为吹脱法处理构筑物,常温下曝气吹脱法能处理的最大氯苯浓度为1.36 mg/L;曝气吹脱法与活性炭吸附法联用能处理的最大氯苯浓度为14.9 mg/L。曝气吹脱技术可以作为一种有效的应对原水突发氯苯污染的应急水处理技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 突发水污染事件综述
• 1.2 氯苯的风险源和存在形式
• 1.2.1 突发污染氯苯的来源
• 1.2.2 氯苯在水中的存在形式
• 1.2.3 氯苯的危害及饮用水标准
• 1.3 给水厂应对突发氯苯污染的处理技术
• 1.3.1 常规工艺的局限性
• 1.3.2 给水厂应对突发污染概述
• 1.3.3 给水厂应对突发氯苯污染的处理方法
• 1.4 曝气吹脱技术的理论基础和研究现状
• 1.4.1 曝气吹脱技术的理论基础
• 1.4.2 曝气吹脱技术的研究现状
• 1.5 研究的目的意义
• 1.6 研究内容
• 1.7 技术路线
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 静态实验装置
• 2.1.2 连续流实验装置
• 2.2 实验设备及试剂
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 实验材料
• 2.3 氯苯的分析方法
• 2.3.1 样品预处理
• 2.3.2 液相色谱检测条件
• 2.3.3 工作曲线
• 2.4 气泡行为的测定方法
• 第3章 曝气吹脱法去除氯苯效果及影响因素探讨
• 3.1 气泡行为表征
• 3.1.1 气泡直径分布
• 3.1.2 气含率
• 3.1.3 单位体积气液接触表面积
• 3.2 氯苯吹脱动力学
• 3.2.1 曝气头对氯苯吹脱的影响
• 3.2.2 氯苯初始浓度对氯苯吹脱的影响
• 3.2.3 布气量对氯苯吹脱的影响
• 3.2.4 温度对氯苯吹脱的影响
• 3.3 吹脱数学模型
• 3.3.1 去除率关系式推导
• 3.3.2 总传质系数与单位面积布气量和亨利常数的关系
• 3.4 浊度和挥发性污染物共存的影响
• 3.4.1 浊度对氯苯去除率的影响
• 3.4.2 挥发性有机物共存对氯苯去除率的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 连续流动态实验与吹脱法应用
• 4.1 连续流动态实验
• 4.1.1 连续流吹脱去除率推导
• 4.1.2 最佳水力停留时间确定
• 4.1.3 最佳气水比确定
• 4.1.4 温度变化对去除率的影响
• 4.1.5 预测值与实验值比较
• 4.2 配水井曝气吹脱模拟分析
• 4.2.1 曝气吹脱技术处理氯苯
• 4.2.2 曝气吹脱与活性炭吸附联用处理氯苯
• 4.3 吹脱池曝气吹脱模拟分析
• 4.4 经济费用估算
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢