城市污水再生利用过程中余氯量对混凝过程的影响机理研究

论文摘要

“二级出水预加氯→混凝、沉淀→过滤→消毒”是再生水厂常规的的处理工艺,其中氯消毒是必不可少的单元操作。但是,预加氯过程中,加氯量的多少对再生混凝工艺中絮凝过程影响明显,从而影响后续沉淀/过滤单元的处理效果及稳定性。本课题以北石桥污水净化中心的二级出水为研究对象,通过对胶体颗粒的粒径分布、分子量分布、絮体在线监测及Zeta电位等进行研究,探讨了预加氯对后续混凝沉淀工艺的影响机理。主要研究成果如下:（1）城市污水二级出水混凝实验中,以聚合氯化铝（PAC）和阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）作为混凝剂,当PAC和CPAM投加量分别为50mg/L和0.25mg/L时,出水水质指标最佳。（2）通过水中颗粒的粒径分布、分子量分布情况对比和絮体的在线监测,得出:当余氯量小于2.12mg/L时,随着余氯浓度的增加,混凝沉淀效果明显增强。这是由于次氯酸钠溶液中具有强氧化性的次氯酸和初生态氧氧化了部分水中使分散介质稳定的有机污染物,同时氧化水中的二价铁为三价铁,三价铁在水解生成氢氧化铁胶体的过程中发挥了网捕作用,从而增强了混凝沉淀的处理效果;当余氯量大于2.12mg/L时,颗粒的沉降性能随着余氯量的增加有所下降。这主要是由于次氯酸钠和PAM发生了霍夫曼重排反应,生成不溶于水的胺类化合物,增加了水中颗粒物的浓度,同时减少了PAM的有效浓度,影响了混凝沉淀的处理效果。（3）二级出水的Zeta电位一般在-45mv～-30mv左右,改变余氯量和混凝剂投加量,混凝处理后出水的Zeta电位绝对值几乎都没有明显的降低。由此推断二级出水胶体沉降的机理主要是吸附架桥和网罗卷带。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 水资源状况
• 1.1.1 全球水资源状况
• 1.1.2 我国水资源现状及存在的问题
• 1.2 污水回用状况
• 1.2.1 国外污水回用状况
• 1.2.2 我国污水回用状况及存在的问题
• 1.2.3 污水回用的意义和回用方向
• 1.2.4 常用污水回用技术
• 1.2.5 污水回用工艺
• 1.3 课题来源及研究目的
• 2 研究内容及分析方法
• 2.1 实验用水水质
• 2.2 研究思路和内容
• 2.2.1 研究思路
• 2.2.2 研究内容
• 2.3 分析方法
• 2.4 实验方案
• 3 常规混凝试验结果
• 3.1 实验用混凝剂简介
• 3.1.1 聚合氯化铝
• 3.1.2 聚丙烯酰胺
• 3.2 混凝条件的确定
• 3.3 实验结果及分析
• 4 余氯影响混凝前后颗粒粒度的试验结果
• 4.1 加氯消毒概述
• 4.1.1 次氯酸钠消毒机理
• 4.1.2 余氯的作用
• 4.2 粒径分布结果分析
• 5 分子量分布试验结果
• 5.1 切割分子量（MWCO）法
• 5.2 分子量分布实验结果及分析
• 6 絮体生成过程在线监测结果
• 6.1 PDA2000的工作原理
• 6.2 实验结果及分析
• 7 Zeta电位测定试验结果
• 7.1 Zeta电位测定原理
• 7.2 Zeta电位测定实验结果及分析
• 8 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文