松花江源水强化预处理试验研究

作     者：于淼 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赫俊国

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：微污染 松花江水 粉末活性炭 预臭氧 强化预处理 

摘      要：哈尔滨段松花江水受上游工矿企业的污染以及水文气候条件的影响,属于典型冬季低温低浊高氨氮、夏季高有机物的复杂微污染水体,目前水厂的常规混凝沉淀工艺很难将出水水质处理后达到标准。课题以哈尔滨段松花江水为研究对象,针对性地开展了粉末活性炭吸附性能试验、粉末活性炭+强化混凝沉淀实验、预臭氧实验以及臭氧+强化混凝沉淀实验对污染物去除效能研究。粉末活性炭吸附性能试验表明,最佳吸附动力学参数为:第一级吸附搅拌转速n1=300r/min,吸附时间t1=1min;第二级吸附搅拌转速n2=100r/min,吸附时间t2=30min。粉末活性炭投加量及吸附时间研究表明,2#炭在吸附性能优于1#炭,吸附0.5h时,水中耗氧量和UV254的去除率分别为20.78%、24.49%,占总去除率的69.27%、72.01%。吸附容量及等温曲线试验也表明得到2#炭1#炭。PAC+混凝沉淀实验表明,2#PAC对松花江污染物去除效果更好,最适投加量为200mg/L,沉后浊度为0.74.4NTU,色度降低到94度,耗氧量、UV254、氨氮的去除率分别为44.84%3.74%、47%6%、17.60%1.26%。水质冲击负荷实验表明,当原水耗氧量为13.22mg/L时,PAC最佳投加量不变,浊度及氨氮的去除效果基本不变,耗氧量去除率降低到29.65%6.46%;当调节原水氨氮为2.576mg/L时,随着2#炭投加量增加,氨氮净去除量为0.3.4mg/L,去除率12%5%,PAC吸附氨氮效果较差。高氨氮高有机物原水试验表明,由于PAC吸附原理不同,两种污染物间不构成明显的竞争吸附。预臭氧氧化对送花江水强化处理试验表明,两级投加方式较单级投加对污染物的去除效能更佳,当O3投加量为1.96 mg/L,投加的最佳比例为1:1时,臭氧氧化后,出水中浊度及氨氮均略微有所增加,耗氧量和UV254的最佳去除率为22.35%及26.32%。预臭氧+混凝沉淀试验表明,臭氧最佳投加量为1.3mg/L时,适量投加臭氧具有助凝作用,沉后浊度为0.64NTU,耗氧量、UV254及氨氮去除率分别为55.3%、53.72%、16.39%,预臭氧+强化混凝沉淀对氨氮去除效果不佳。有机物冲击负荷试验表明,高氨氮原水下,预臭氧+强化混凝沉淀对氨氮的去除率为11%6%;高有机物原水下,预臭氧+强化混凝沉淀对耗氧量去除率为22%4%。高氨氮高有机物试验表明,有机物的浓度会直接影响预臭氧消耗量,但氨氮浓度对臭氧消耗量影响较小。本论文基于松花江冬季低温低浊高氨氮水质的特点,通过小试及中试试验研究,得到了粉末活性炭的最佳吸附动力学参数及对污染物的去除效能,预臭氧的最佳投加方式、投加比例及投加量,并在粉末活性炭、臭氧预处理分别联合强化混凝沉淀试验中得到了水厂运行最佳的工艺参数,为启动松花江作为饮用水工程项目奠定了技术基础,并为类似水体的水厂生产运行及改建等提供了科学依据。