强化混凝去除微污染原水中溶解性有机物的研究

论文摘要

水体中溶解性有机物(DOM)有着复杂的结构性和多样性的物理化学性质,DOM不但是引起水体中色度和嗅味的主要物质,更重要的是其在氯化消毒过程中会转变为消毒副产物,这些物质对人体健康会产生危害。混凝是水处理的重要组成单元,也是去除DOM最为有效、方便、经济的工艺技术之一,而强化混凝作为一种经济有效的处理有机微污染原水的方法,是指在水处理混凝阶段通过使用新型混凝剂、优化混凝剂投加量、添加助凝剂或改变原水的pH值等方法来提高污染物的去除效果,以最大限度地去除消毒副产物的前驱物,保障出厂水质达标。本研究采用铝盐强化混凝去除水中溶解性有机物,并综合利用物理、化学分级方法,对珠江原水和强化混凝后出水的DOM进行全面分级表征。主要研究内容和结果如下:(1)研究在不同常规混凝剂(聚合氯化铝、硫酸铝)条件下,混凝过程对珠江原水中溶解性有机物的去除效果,并研究混凝过程中絮体Zeta电位的变化。结果表明,低混凝剂投加相量(<30 mg/L)下,聚合氯化铝的除浊效果优于硫酸铝。在10~60 mg/L的混凝剂投加范围内,对有机物的去除效果差别不显著。当混凝剂投加量为30 mg/L时,DOC的去除率为22 %左右。(2)以硅藻土作为吸附助凝剂,强化混凝去除水中溶解性有机物,结果表明,混凝剂投加量30 mg/L,硅藻土投加量为0.5 g/L时,溶解性有机碳去除率由22.5 %提高到26.3 %。通过调节原水pH值,研究pH值对混凝去除溶解性有机物的影响,结果表明,硫酸铝混凝去除有机物的最佳pH值区间为6~6.5,而PAC的最佳pH区间为5~6。(3)对珠江原水中溶解性有机物进行综合分级表征,物理分级表明,珠江原水中的溶解性有机物以小于4 kDa为主,达50 %以上,其次为大于30 kDa,约占25%。化学分级表明,原水中DOM主要以疏水酸性(HoA)和亲水性(HiM)为主,分别约占35 %和30 %,其次为憎水中性物质(HoN),而疏水碱(HoB)含量最低。(4)对强化混凝沉后水进行分级,当混凝剂投加量为30 mg/l时,对混凝后出水中溶解性进行综合分级表征,结果表明:两种铝盐混凝剂对大分子有机物均有好的去除效果,而对小分子有机物的去除聚合氯化铝略好于硫酸铝。硅藻土作为吸附助凝剂强化混凝对不同性质有机物的均有不同程度的增效作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 水源水中的有机物
• 1.1.1 水体中有机物的来源
• 1.1.2 水体中有机物的种类
• 1.2 水源水中有机物的去除技术
• 1.2.1 强化混凝
• 1.2.2 预处理技术
• 1.2.3 深度处理技术
• 1.2.4 处理技术比较
• 1.3 DOM 分级表征的研究现状
• 1.3.1 物理分级
• 1.3.2 化学分级
• 1.4 本课题的研究目的、意义和内容
• 1.4.1 课题来源及研究目的、意义
• 1.4.2 研究的主要内容
• 第二章 实验材料、设备与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验主要试剂
• 2.1.2 实验用水
• 2.2 实验主要仪器及设备
• 2.3 实验方法及分析方法
• 2.3.1 储备液配制
• 2.3.2 混凝实验
• 2.3.3 有机物分级实验
• 2.4 主要指标分析方法
• 第三章 强化混凝去除水体中DOM 的影响因素研究
• 3.1 混凝剂种类及投加量的影响
• 3.1.1 混凝去除有机物
• 3.1.2 絮体特性
• 3.2 助凝剂投加量的影响
• 3.2.1 絮体沉降速度和密实性
• 3.2.2 硅藻土助凝去除有机物的情况
• 3.2.3 硅藻土助凝絮体的特性
• 3.3 pH 的影响
• 3.3.1 pH 值对强化混凝影响
• 3.3.2 pH 强化混凝絮体特性
• 3.4 水力搅拌条件的影响
• 3.4.1 快速搅拌转速的影响
• 3.4.2 不同搅拌转速絮体特性
• 3.4.3 快速搅拌时间的影响
• 3.4.4 不同快速搅拌时间絮体特性
• 3.5 本章小结
• 第四章 强化混凝去除水体中DOM 表征
• 4.1 珠江原水分级
• 4.2 混凝出水有机物分级研究
• 4.2.1 混凝剂种类的影响
• 4.2.2 硅藻土助凝的影响
• 4.2.3 pH 值的影响
• 4.3 本章小结
• 主要结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件