竖流气浮装置处理造纸废水的试验研究

论文摘要

气浮工艺及其设备是工业废水治理的重要方法和设备,应用高效的废水处理设备,对水污染控制工程有重要意义。本文采用竖流气浮装置,以废纸造纸废水为原水,对本装置的去污能力进行了研究。本试验装置采用竖流式运行,分为同向流和逆向流两种方式,应用气液混合泵代替传统溶气系统,简化了工艺流程,独特的锥形水力排渣系统设计省去了刮渣机,防止了排渣时对出水水质的影响。通过烧杯混凝试验,对PAC、Al2（SO4）3·18H2O和FeCl3·6H2O三种絮凝剂进行了比较。从经济性、腐蚀性和处理效果方面考虑,选择PAC作为本次试验的混凝剂。根据气浮反应器的五种运行方式,通过试验分析,确定分流式逆向流溶气气浮为最佳运行方式。根据影响气浮处理效果的试验条件,对于不同浓度的原水,选择加药量、回流比和停留时间进行了单因素分析。结果显示,随着加药量的增大,对SS的去除效率增大;原水在低浓度,停留时间为20min时,竖流气浮装置的处理效果优于15min和25min;中浓度原水时,原水40%加压溶气的处理效果要优于20%和60%;对于高浓度的原水,停留时间为25min时处理效果较为理想。通过正交试验确定了最佳运行条件,即混凝剂投加量为50mg/L,原水40%加压溶气,停留时间为20min。在最佳运行条件下,试验采用原水的浊度为350500NTU,SS为10001300mg/L,COD为6001000mg/L的废纸造纸废水,结果显示其对浊度平均去除率为88.49%,对SS平均去除率为86.91%,对COD平均去除率为85.81%,出水可以达到某些造纸过程水质标准,对节能减排有重要意义。在最佳运行条件下,通过对浮渣进行测定,废渣固含量平均为6.18%。本试验装置的水力排渣系统与传统气浮池刮渣系统相比,废渣固含量较高,更利于浮渣后续处理。此竖流气浮工艺水力停留时间较短,不需要单独设混凝反应池,节省占地面积。经济技术分析表明,本竖流气浮装置在工程投资上低于传统气浮设备,运行费用比传统加压溶气气浮设备低,论证了本竖流气浮装置处理废纸造纸废水的实际可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 气浮净水技术的概况
• 1.2.1 气浮净水技术的发展概况及研究现状
• 1.2.2 气浮设备的类型分析及气浮工艺的特点
• 1.2.3 气浮工艺分类及布置形式
• 1.3 气浮工艺原理
• 1.3.1 气泡的形成及特性
• 1.3.2 水中絮粒的形成
• 1.3.3 水中气泡与絮粒的粘附
• 1.3.4 气泡与絮粒的相互作用机理
• 1.4 气浮技术的发展方向
• 1.5 我国废纸造纸废水研究现状
• 1.5.1 废纸造纸废水的性质
• 1.5.2 废纸造纸废水处理现状
• 1.5.3 气浮法处理造纸废水实例
• 1.6 课题的研究目的和意义
• 1.7 课题的主要研究内容
• 第2章 试验装置及试验方法
• 2.1 传统平流式压力溶气气浮工艺分析
• 2.1.1 传统压力溶气气浮系统工艺流程
• 2.1.2 传统压力溶气气浮工艺存在的问题
• 2.2 竖流气浮试验装置
• 2.3 反应器结构
• 2.3.1 溶气系统
• 2.3.2 混凝反应区和反应器分离区
• 2.3.3 浮渣收集区和加药系统
• 2.4 竖流气浮装置的特点
• 2.4.1 系统运行方式的特点
• 2.4.2 溶气系统的特点
• 2.4.3 反应器构造的特点
• 2.4.4 反应器的适用范围
• 2.5 分析方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 竖流气浮装置试验研究
• 3.1 烧杯混凝试验确定混凝剂种类
• 3.2 溶气压力的确定
• 3.3 最佳运行方式的选择
• 3.3.1 全流式压力溶气气浮
• 3.3.2 分流式同向流压力溶气气浮
• 3.3.3 分流式逆向流压力溶气气浮
• 3.3.4 部分回流式同向流溶气气浮
• 3.3.5 部分回流式逆向流溶气气浮
• 3.3.6 五种运行方式对比
• 3.4 最佳运行参数的选择
• 3.4.1 低浓度时运行参数对试验效果的影响
• 3.4.2 中浓度时运行参数对试验效果的影响
• 3.4.3 高浓度时运行参数对试验效果的影响
• 3.4.4 原水浓度对试验效果的影响
• 3.4.5 正交试验确定最佳运行条件
• 3.4.6 最佳运行条件下处理效果
• 3.5 废渣固含量的测定
• 3.6 本章小结
• 第4章 经济技术分析
• 4.1 工程投资
• 4.2 运行费用
• 4.2.1 传统加压溶气气浮工艺
• 4.2.2 竖流气浮工艺
• 4.3 分析结果
• 4.4 处理乳品废水的效果
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢