微涡旋水力澄清器中颗粒物Zeta电位试验研究

论文摘要

Zeta电位是反映胶体和悬浮物稳定性的重要指标。从Zeta电位的角度讨论絮凝反应机理,研究设计微涡旋水力澄清器,对于提高饮用水水质有重要意义。本文针对目前高密度澄清工艺研究热点,结合涡流扩散理论、翼片隔板理论、泥渣悬浮理论、小间距斜板沉淀理论以及物料衡算方程设计了微涡旋水力澄清器。并用浐河泥沙和市政管网自来水配置成试验用原水,结合静态试验对本澄清器的净水机理和效能做试验验证,得出以下结论:（1）从烧杯实验可以看出,通过加大混凝剂投加量以及调节PH值,投加助凝剂都能有效的提高混凝剂的混凝性能;（2）通过相应的Zeta电位变化可以看出,PFS、PAC、PAFC混凝的时候是以吸附架桥作用为主,电性中和作用为辅,而AS是以电性中和为主,兼有吸附架桥作用,PAM主要起吸附架桥作用,同时兼有电性中和作用;（3）从处理效果看,单独投加时PAFC处理效果优于PFS、PAC、AS,PAM联合投加时,可改善絮体结构,使细小松散的絮凝体变得粗大而密实,减少沉淀时间,综合比较初步选出PAFC为动态试验使用药剂,选用PAM为动态试验助凝剂;（4）本澄清器在稳定状态下运行一定时间内,测得翼片隔板反应区同一取样口的水样浊度基本稳定在63.0 NTU 66.8 NTU之间,Zeta电位基本稳定在-13.0mV-13.7mV之间,说明澄清器运行情况基本稳定;（5）当澄清器运行稳定后,在清水区同一取样点取水样,单独投加PAFC时,处理后水样的余浊为2.56 NTU ,水样中颗粒物的Zeta电位为-6.82mV, PAFC+PAM联合投加时,处理后水样的余浊为2.13 NTU ,水样中颗粒物的Zeta电位为-5.36mV,可见联合投加优于单独投加,出水水质情况良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及工作的意义
• 1.2 国内外ZETA 电位及澄清工艺的研究进展概况
• 1.2.1 国内外有关Zeta 电位的研究进展和现状
• 1.2.2 国内外澄清工艺的发展和研究现状
• 1.2.3 几种典型澄清器的水动力学分析
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 水体中颗粒物ZETA 电位的讨论及混凝理论
• 2.1 水体中颗粒物ZETA 电位的讨论
• 2.1.1 颗粒表面电荷的产生
• 2.1.2 Gouy–Ghapman 扩散双电层理论
• 2.1.3 Stern﹣Grahame 吸附层
• 2.1.4 憎水胶体的稳定与脱稳
• 2.1.5 ζ电势
• 2.2 混凝理论（DLVO 理论）
• 2.2.1 双电层压缩机理
• 2.2.2 吸附电中和作用机理
• 2.2.3 吸附架桥作用机理
• 2.2.4 沉淀物网捕机理
• 2.2.5 DLVO 理论的发展
• 第三章 微涡旋水力澄清器的研究设计
• 3.1 微涡旋水力澄清器的设计原理
• 3.1.1 微涡旋水力澄清器的水力学原理
• 3.1.2 微涡旋水力澄清器的物料衡算方程
• 3.2 微涡旋水力澄清器的设计
• 3.2.1 澄清器各处理单元工艺简介
• 3.2.2 动水实验装置构造和设计参数
• 第四章 试验
• 4.1 试验目的及设计方案
• 4.2 试验用水及其特性
• 4.2.1 原水中泥沙的界面效应
• 4.2.2 原水泥沙的电化学特性
• 4.3 实验设备与材料
• 4.3.1 混凝剂的选择
• 4.3.2 试验仪器及设备
• 4.3.3 数据的测定方法
• 4.3.4 试验方法
• 第五章 试验数据分析
• 5.1 静态试验
• 5.1.1 混凝剂对Zeta 电位的影响
• 5.1.2 pH 对Zeta 电位的影响
• 5.1.3 静态实验小结
• 5.2 动态试验
• 5.2.1 不同反应时间同一取样点水样Zeta 电位的对比
• 5.2.2 同一反应时间不同取样点水样Zeta 电位和浊度的对比
• Mn、UV₂₅₄ 的关系'>5.2.3 Zeta 电位与COD_Mn、UV₂₅₄的关系
• 5.2.4 工艺系统的校核
• 5.2.5 动态试验小结
• 结论和建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢