高锰酸盐预氧化—生物活性炭联用工艺除污染效能与机制

论文摘要

饮用水水源普遍污染已成为给水处理所面临的主要问题,寻求适合我国国情的简易、高效、低耗的给水强化处理技术是解决我国目前水源普遍污染和水资源短缺问题的有效途径。强化常规给水处理工艺由于具有基建投资小、处理效率高和运行管理方便等特点而受到广泛关注,本文针对微污染水源饮用水处理这一热点问题,首次提出了一种新型微污染水源强化处理工艺,将高锰酸盐预氧化强化混凝工艺与生物活性炭强化过滤工艺相结合,综合利用多种测试手段,研究了高锰酸盐预氧化与生物活性炭联用工艺的运行效果和影响因素,并对高锰酸盐预氧化强化后续生物活性炭工艺的除污染机理进行了探讨。实验考察了高锰酸盐预氧化与生物活性炭联用工艺的除污染效能。与常规混凝工艺相比,经高锰酸盐预氧化,混凝工艺对藻类、浊度、CODMn和UV254的相对平均提高幅度分别为39.1%、42.0%、9.4%和6.8%;将砂滤池部分滤料用活性炭取代形成的生物活性炭有效地强化了过滤工艺的除污染效能,与石英砂过滤工艺相比,生物活性炭工艺对CODMn、UV254、浊度、NH3-N、NO2-N和藻类的相对平均提高幅度分别为32.5%、19.2%、60.3%、57.5%、75.8%和80.8%。发现高锰酸盐预氧化强化了生物活性炭工艺的除污染效能。与单独生物活性炭工艺相比,经高锰酸盐预氧化后,生物活性炭工艺对有机物、NH3-N和NO2-N的去除率分别提高了5.4%、11.9%和13.0%。高锰酸盐与臭氧预氧化均能够提高原水的可生化性,促进生物膜生长,提高生物活性。稳定期生物活性炭工艺出水水质测定表明,高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺出水水质优于臭氧预氧化-生物活性炭联用工艺的出水水质。发现高锰酸盐预氧化改善了后续生物活性炭工艺的吸附特性和生物氧化特性。高锰酸盐预氧化工艺一方面通过强化混凝,降低了活性炭上沉积的有机物和无机物含量,有效地减少了活性炭孔隙堵塞,提高了活性炭的吸附性能;另一方面,高锰酸盐在强化混凝工艺去除大分子有机物的同时,增加

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 常规给水处理工艺的局限性
• 1.2.1 常规给水处理工艺存在的问题
• 1.2.2 给水处理工艺选择
• 1.3 强化常规给水处理工艺
• 1.3.1 高锰酸钾及其复合药剂强化混凝工艺
• 1.3.2 生物活性炭强化过滤工艺
• 1.3.3 预氧化工艺与活性炭联用技术
• 1.4 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺提出与可行性分析
• 1.4.1 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺的提出
• 1.4.2 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺可行性分析
• 1.5 课题研究意义与内容
• 1.5.1 课题研究意义
• 1.5.2 课题来源
• 1.5.3 课题研究内容
• 第2章 实验仪器与样品表征方法
• 2.1 实验分析仪器
• 2.2 样品分析与表征
• 2.2.1 常规指标分析
• 2.2.2 有机指标分析
• 2.2.3 无机指标分析
• 2.2.4 生物指标分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺净化效能
• 3.1 引言
• 3.2 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺净化效能
• 3.2.1 实验装置与实验方法
• 3.2.2 实验结果与讨论
• 3.3 生物活性炭滤池的影响因素
• 3.3.1 温度的影响
• 3.3.2 空床接触时间的影响
• 3.3.3 曝气运行方式的影响
• 3.4 高锰酸盐预氧化强化生物活性炭工艺除污染效能
• 3.4.1 实验过程与方法
• 3.4.2 实验结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 3预氧化对生物活性炭工艺影响的对比性研究'>第4章 PPC与O₃预氧化对生物活性炭工艺影响的对比性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验过程与方法
• 4.3 预氧化对生物活性炭启动过程的影响
• 4.3.1 挂膜工艺的选择
• 4.3.2 实验结果与讨论
• 4.4 预氧化对生物活性炭工艺除污染效能的影响
• 4.5 预氧化对生物膜活性的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 高锰酸盐预氧化强化生物活性炭除有机物机理分析
• 5.1 引言
• 5.2 实验过程与方法
• 5.2.1 实验工艺
• 5.2.2 实验数据测定
• 5.2.3 实验原水特征
• 5.3 高锰酸盐预氧化-生物活性炭联用工艺去除有机物
• 5.3.1 各工艺对有机物的去除效能
• 5.3.2 生物活性炭沿程对有机物的去除效果
• 5.4 高锰酸盐预氧化对生物活性炭吸附性能的影响
• 5.4.1 实验过程与方法
• 5.4.2 生物活性炭对苯酚吸附性能研究
• 5.4.3 高锰酸盐预氧化对生物活性炭表面性质的影响
• 5.5 高锰酸盐预氧化对生物氧化性能的影响
• 5.5.1 生物活性炭生物降解苯酚性能
• 5.5.2 高锰酸盐预氧化对有机物分子量的影响
• 5.5.3 高锰酸盐预氧化对生物膜特性的影响
• 5.6 本章小结
• 第6章 高锰酸盐预氧化强化生物活性炭硝化性能机理分析
• 6.1 引言
• 6.2 实验过程与分析方法
• 6.2.1 实验工艺
• 6.2.2 实验分析方法
• 6.3 高锰酸盐预氧化对生物活性炭硝化性能的影响
• 6.3.1 “三氮”在工艺流程中的变化
• 6.3.2 生物活性炭沿程对氨氮和亚硝酸盐氮的去除
• 6.4 高锰酸盐预氧化对硝化菌的影响
• 6.4.1 硝化菌数量测定
• 6.4.2 硝化菌活性测定
• 6.4.3 硝化菌属鉴定
• 6.5 锰对硝化性能的影响
• 6.5.1 锰对氮循环的影响
• 6.5.2 锰对酶的影响
• 6.6 本章小结
• 第7章 技术经济分析
• 7.1 引言
• 7.2 高锰酸盐与臭氧氧化工艺的经济比较
• 7.2.1 氧化剂的制备与贮存
• 7.2.2 氧化工艺的基建投资比较
• 7.2.3 氧化工艺的运行效益比较
• 7.3 生物活性炭池与活性炭吸附池、生物预处理池经济比较
• 7.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明
• 哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书
• 致谢
• 个人简历