改性硅藻土处理昆船工业区废水应用研究

论文摘要

随着人类社会的发展,环境问题日益突出,水污染问题尤其严重,水污染治理与再生水利用刻不容缓。依据昆明市在城市污水治理和再生水利用方面制定的相关政策、法规,昆明船舶设备集团有限公司（简称昆船）拟对其工业区废水处理站进行改造,以期出水达标并回用于厂区绿化、道路清扫及消防方面。论文以昆船工业区废水处理研究改造工程为依托,以昆船工业区废水为研究对象,对废水处理站工艺进行改造设计,并经实验研究确定处理效果较好的废水处理剂,同时通过实验研究硅藻土的等温吸附和吸附动力学过程,通过对改性硅藻土进行吸附实验确定最佳改性配比,用扫描电镜（SEM）、一体化能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）对改性硅藻土进行测试分析,最后通过对废水处理系统的费用构成进行分析,计算确定昆船工业区废水处理站改建工艺的建设投资费用和运行处理成本费用,并进行效益分析。其成果将有利于指导昆船工业区废水处理站工艺改造,为其废水治理提供依据,同时有利于发展和完善硅藻土在废水处理方面的应用研究。论文工艺改造设计计算及废水实验研究结果表明：（1）工艺改造采用穿孔旋流反应池和斜管沉淀池为主要构筑物的处理工艺将使废水处理效果较好,基建投资较少。（2）硅藻土对废水TP、NH3-N、CODCr的吸附等温线较符合Freundlich等温吸附模型。（3）酸碱活化对硅藻土的吸附效果起积极作用,且碱洗活化效果优于酸洗活化效果。当经10%NaOH活化后的硅藻土投加量为0.75g时,NH3-N去除率达到最大值40.1%；而当其投加量为1g时,TP、CODCr、浊度去除效果均可达到最优,去除率分别达到80.8%、53%、67.7%。（4）改性硅藻土处理废水实验结果表明：经10%NaOH浸洗活化后的硅藻土,与PAC改性剂以1：7的配比进行改性后所得的改性硅藻土,投加量为1.0g时,TP、NH3-N、CODCr、浊度去除率分别为98.3%、66.9%、84.8%、98.6%。（5）活化后的硅藻土XRF、能谱、SEM测试结果表明,酸碱活化后的硅藻土其主要成分Si02得到提高,且表面杂质减少,表面微孔得以显露,有利于吸附；XRD测试结果表明,碱洗活化效果优于酸洗活化效果,且适中的碱度更利于提高硅藻土的活化效果。（6）研究分析废水处理系统的费用构成,计算确定了昆船工业区废水处理站改建工艺的建设投资费用为126万元,运行处理成本费用为51万元/a。（7）效益分析结果表明,昆船工业区废水处理站工艺改造完成后,将促进其工业生产的可持续发展,在大大削减其排放到环境中的污染物的同时,出水还可作为回用水用于厂区绿化、道路清扫及消防方面,不仅可为厂区节约一部分自来水,缓解其用水压力,同时也响应了政府建设节约型社会的号召。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 昆船工业区废水概述
• 1.2.2 昆船工业区废水中的污染物质及其危害
• 1.2.3 废水处理技术概述
• 1.3 硅藻土及其应用概述
• 1.3.1 硅藻土基础概述
• 1.3.2 硅藻土的活化与改性
• 1.3.3 硅藻土的应用现状
• 1.4 课题来源、研究内容和目的
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究目的
• 1.5 实验设备材料和分析方法
• 1.5.1 实验材料及设备
• 1.5.2 水质分析方法
• 第二章 昆船工业区废水处理工艺改造设计
• 2.1 工艺概况
• 2.2 改造设计依据及执行标准
• 2.2.1 改造设计依据
• 2.2.2 执行标准
• 2.3 原工艺流程及存在问题
• 2.3.1 原工艺流程
• 2.3.2 原工艺存在问题
• 2.4 拟改造后的废水处理工艺
• 2.4.1 拟改造后的废水处理工艺流程
• 2.4.2 穿孔旋流+斜管沉淀反应池的处理工艺原理及特点
• 2.4.3 污泥处理与处置
• 2.5 改造工艺主要构筑物设计
• 2.6 吸附絮凝剂的选择
• 2.7 本章小结
• 第三章 硅藻土吸附实验
• 3.1 吸附的理论
• 3.1.1 吸附等温线
• 3.1.2 吸附动力学
• 3.2 硅藻土的等温吸附实验
• 3.2.1 实验内容及方法
• 3.2.2 实验结果与讨论
• 3.3 硅藻土的吸附动力学实验
• 3.3.1 实验内容及方法
• 3.3.2 实验结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 改性硅藻土处理昆船工业区废水的实验
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 改性硅藻土的制备方法
• 4.1.2 改性硅藻土处理昆船工业区废水实验方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 不同活化剂处理对硅藻土吸附性能的影响
• 4.2.2 MPAM改性硅藻土对吸附性能的影响
• 4）₂改性硅藻土对吸附性能的影响'>4.2.3 KAl（SO₄）₂改性硅藻土对吸附性能的影响
• 4改性硅藻土对吸附性能的影响'>4.2.4 FeSO₄改性硅藻土对吸附性能的影响
• 4.2.5 PAC改性硅藻土对吸附性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 改性硅藻土的表征
• 5.1 改性硅藻土的表征方法
• 5.2 改性硅藻土的表征结果
• 5.2.1 硅藻土原土X射线荧光（XRF）分析
• 5.2.2 改性硅藻土能谱（EDS）分析
• 5.2.3 改性硅藻土扫描电镜（SEM）分析
• 5.2.4 改性硅藻土X射线衍射（XRD）分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 成本效益分析
• 6.1 废水处理系统的费用构成
• 6.1.1 废水处理系统的建设投资费用构成
• 6.1.2 废水处理系统的运行处理成本构成
• 6.2 影响废水处理系统费用的因数
• 6.2.1 设计流量的影响
• 6.2.2 废水中污染物浓度及污染物去除率的影响
• 6.3 废水处理工艺建设投资费用分析
• 6.4 废水处理工艺运行处理成本分析
• 6.5 效益分析
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论和建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文
• 附录B 攻读硕士学位期间参加项目及获奖情况