微絮凝直接过滤艺处理效果的试验研究.pdf

Experimental Study on the Filtration Performance of Micro Flocculation Direct Filtration A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering By Wang Bingjun Supervised by Prof. Jiang Shaojie Specialty: Municipal Engineering College of urban Construction and Environmental Engineering of Chongqing University, Chongqing, China April. 2014 中文摘要 摘 要 我国的小城镇及农村地区普遍面临着饮用水水源污染的饮用水安全问题。以 常规水处理工艺处理浊度较低的水库水源水时，通常存在絮凝剂的投药量较高或 需要投加附加微粒的问题。由于小城镇及农村地区经济水平和管理能力有限，针 对村镇供水特点选择经济有效的净水工艺十分必要。 微絮凝直接过滤工艺是适用于水库水等浊度不高水源的净水工艺，其省去了 混凝沉淀步骤，混凝过程完全在滤床内进行，可节省净水厂的占地面积、降低工 程投资与制水成本。论文研究了采用聚合氯化铝和硫酸铝时微絮凝直接过滤工的 处理效果，试验结果表明，投加硫酸铝作为絮凝剂时的除浊效果优于聚合氯化铝， 在进水浊度15NTU~20NTU ，滤速10m/h 时，投加14mg/L 硫酸铝混凝剂可使连续 12h 过滤周期内的出水浊度达标，平均出水浊度0.57NTU 。可通过投加助滤剂来进 一步提高出水水质，在投加硫酸铝10mg/L 的条件下，分别复配投加聚二甲基二烯 丙基氯化铵（PDMDAAC ）、壳聚糖（CTS ）、非离子型聚丙烯酰胺（NAPM ）和 阴离子型聚丙烯酰胺（APAM ）四种助滤剂0.1mg/L 均会取得较好的除浊效果，可 保证 12h 运行周期出水浊度达标且满足水损要求，具有较好的助滤效果，周期内 平均出水浊度分别为 0.36NTU、0.60NTU、0.52NTU 和 0.68NTU 。微絮凝直接过 滤工艺对腐殖酸具有一定的去除效果，对腐殖酸的去除主要是通过去除浊度来得 到实现的。在仅投加 10mg/L 硫酸铝时对腐殖酸的去除率在 30%左右，分别复配 PDMDAAC 、CTS、NPAM 和APAM 时的去除率分别提高到58%，55%，53%和 50% 。 在水处理过程中，使用铝盐混凝剂可能会导致出水残余铝升高。试验结果表 明混凝剂的投药量对出水残余铝浓度影响显著，当混凝剂投药量超过最佳投药量 时，出水残余铝会显著升高。增加硫酸铝投药量至 18mg/L 时，出水残余铝达到 0.182mg/L，处于较高的水平。在过滤过程中去除的主要是颗粒铝，在过滤周期内 出水残余铝与出水浊度由较好的相关性。在相同铝盐絮凝剂投药量的条件下，投 加助滤剂可以提高对浊度的去除率，进而可降低出水残余铝浓度。在四种助滤剂 中，壳聚糖对残余铝的控制效果是最明显的。 天然高分子絮凝剂壳聚糖分子表面含有丰富的游离氨基和羟基，对溶液中的 金属离子有较强的吸附、配位作用。试验结果表明，投加壳聚糖不仅仅通过去除 浊度来除去颗粒铝，其可以通过与铝离子的螯合作用去除溶解铝，使出水残余铝 进一步降低。壳聚糖与硫酸铝复配连用时，壳聚糖投药量在0.1mg/L~0.2mg/L 即可 使出水残余铝稳定在较低水平，降低了出水铝超标的风险。 I