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高浊度微污染黄河水的处理工艺? Treatment Process of High Turbid and Slightly-Polluted Water from the Yellow River FANG Xi, NIE Jian-xiao (College of Environmental Engineering, Chang‘an University, Xi‘an 710061,China)    Abstract : 50% clean water backflow plus PAC+HPAM coagulation process was employed to treat high tur- bid and slightly-polluted water from the Yellow River at a pilot scale.Compared with the traditional ones,this process increased 40%~50% in turbidity removal,and also increased the removal of organic substances and NH3-N.At the same time the mutation activity of the treated water showed negative.    Key words : feed water treatment;high turbid water;slight Pollution;coagulation 引言   黄河含沙量不但居世界首位,而且大量污水的排入,使黄河水中酚、氨氮、耗氧量、化学需氧量的含量超标。   在高浊度水处理中一般采用 阴离子 型 水解聚丙烯酰胺 (HPAM),试验表明,当HPAM的投加量相同时,投加溶液浓度越低,絮凝效果就越好,如表1所示。 表1 投药浓度对沉速的影响 原水含沙量/ (kg·m-3)水温/ ℃HPAM用量/ (mg·L-1)投药浓度/ %界面沉速/ (mm·s-1)265.12.6510-31.03 5.12.610-52.13 4.02.65×10-62.5415.94.110-30.83 5.94.110-51.05 5.94.15×10-61.79215.29.010-30.6 16.09.05×10-61.9  这是因为药剂的浓度低,其活性基团能全部均匀地分散于水中,与水中泥沙颗粒接触、结合的几率就高。相反,则药剂在水中很难均匀分布,易造成大的局部浓差,使一些泥沙颗粒吸附量过多产生自缚或相斥,降低絮凝效果。但在生产中,往往不可能把投加液的浓度配得很低,否则就会使配药、储药、投药等设备庞大。文献[1-2]表明,利用净化构筑物自产的部分清水稀释HPAM,使其浓度极大降低,然后回流与原水混合,可达到高度分散的目的。从而发挥高效絮凝作用,提高净水构筑物的净化能力,这就是“清水回流”新工艺的优点所在。   对高浊度微污染黄河水,采用低分子凝聚剂PAC与HPAM联合投加,可强化整个混凝过程,其机理很简单,就是利用凝聚剂使水中颗粒完成初凝,然后再利用HPAM使初凝颗粒进行絮凝,就可以得到密实而又大的絮体,有利于沉淀去除。把“清水回流”新工艺与PAC和HPAM联合投加相结合,将能达到改善出水水质这一目的。 1 基础性试验    1.1 混凝剂投加方式试验[3]   试验水样为黄河原水,对不同含沙量的水样,做下列3种工况下的混凝试验:   ①HPAM一次投加试验,即投药后10s内上下搅动3次;   ②HPAM分步投加,即第一次投加HPAM后1min内上下搅拌20次,然后再投加HPAM,第二次搅拌采用10s内上下搅动3次;   ③PAC+HPAM联合投加,搅拌方式同工况②。   每种工况经过加药搅拌后,静沉14min,吸取上清液测定浊度,其结果见表2。 表2 混凝剂投加方式试验结果 原水含沙量/ (kg·m-3) HPAM一次投入HPAM分布投入PAC+HPAM联合投入投药量/ (mg·L-1) 处理后浊度/ NTU 投药量/ (mg·L-1) 处理后浊度/ NTU 投药量/ (mg·L-1) 处理后浊度/ NTU 29.51.504140.75+0.7525230+1.521222.00.806080.4+0.450610+0.842811.00.405290.2+0.233230+0.41155.070.254080.15+0.1018210+0.2569  由表2知以PAC+HPAM联合投加的去浊效果最好。    1.2 清水回流新工艺动态试验   清水回流新工艺的试验工艺流程如图1所示,试验装置是集该工艺于一体的澄清池模型。   试验分下列三种工况:   ①无回流水时,把HPAM投加在池进水管中;   ②有回流水时,把HPAM投加在回流水中;   ③PAC+HPAM联合投加时,将PAC投加在池进水管中,HPAM投加在回流清水中,PAC投在HPAM之前1min。   在水温10.5℃,原水含沙量42kg/m3,HPAM用量4.6mg/L,PAC用量20mg/L的条件下,进行动态试验,观察到澄清池中浑液面的高程:工况①最高,工况②次之,工况③最低。   澄清池中三种工况的悬浮物浓度变化和出水水质如表3所示。 表3 三种工况下澄清装置悬浮层浓度变化 工况序号悬浮层泥沙浓缩倍数/倍出水浊度/NTU絮体外观①1.08~1.52>1000细小②1.33~1.85100~200较大③1.85~2.41100左右大而密实  表3说明了用清水回流稀释HPAM的工况显著地优于无清水回流,而有清水回流、且PAC+HPAM联合投加又优于有清水回流的单独投加HPAM的工况,特别从悬浮层的泥沙浓度看,有清水回流稀释HPAM比无清水回流要增加20%,而清水回流和PAC+HPAM联合投加时增加悬浮层的泥沙浓度为56%。 2 工程试验 2.1 工艺流程   在上述研究的基础上,形成了高浊度微污染黄河水新的处理工艺,如图2所示。   依据图2流程,在两个直径为100m的辐流式 沉淀池 做高浊度微污染黄河水的新处理工艺与原生产工艺的对比试验,图3为原生产工艺流程图。 2.2 试验结果 2.2.1 浑浊度对比   每次试验时控制两个沉淀池进出水量、排泥量基本相同。原工艺对比池投加0.1%浓度的HPAM0.5mg/L;新工艺采用PAC+HPAM联合投加,PAC的浓度为0.8%,投量为0.3mg/L,在PAC投入1min后的管道中投入浓度为0.1%的HPAM0.5mg/L,其清水回流量保持在沉淀池出水量的5%。表4为现场生产试验新旧工艺对比,结果证明,新处理工艺对高浊度微污染黄河水的除浊效果显著。 表4 新旧工艺去除浊度效果对比 取样时间进水含沙量/ (kg·m-3)原工艺出水浑浊度/ NTU新工艺出水浑浊度/ NTU12:007.9552.036.816:0015.9666.835.718:0012.2572.835.221:0010.8470.831.224:008.8370.533.402:008.8064.7133.605:0010.1468.4038.4 2.2.2 CODMn对比   在高浊度水中,浊度与有机物的含量表现出正相关关系。若出水浊度越高,有机物的含量也越高,新工艺降低了出水浊度,同时也降低了水中的CODMn含量。新旧工艺去除CODMn对比见表5。 表5 新旧工艺去除CODMn对比 进水含沙量/ (kg·m-3)原工艺CODMn新工艺CODMn进水/ (mg·L-1)出水/ (mg·L-1)去除率/ %进水/ (mg·L-1)出水/ (mg·L-1)去除率/ %6.3124.034.772123.04.9968.2109.834.568107.15.1957.774.734.45484.45.094 2.2.3 NH3-N对比试验   表6说明采用清水回流和PAC+HPAM联合投加也可使氨氮含量下降。 表6 新旧工艺NH3-N去除效果对比 进水含沙量/ (kg·m-3)原工艺NH3-N新工艺NH3-N进水/ (mg·L-1)出水/ (mg·L-1)去除率/ %进水/ (mg·L-1)出水/ (mg·L-1)去除率/ %100.150.1126.60.150.0753.3140.310.2422.50.310.1938.7 2.2.4 遗传病理学对比   由表7Ames试验可知,黄河原水和水厂原工艺出水的水样,对TA98菌株致突变率,当剂量(L/皿)<2时,其MR>2,有剂量反应关系,证明两水样为致突变反应阳性,说明黄河原水和原工艺出水中均含有移码型直接致突变物。从表7中数据分析,水厂原工艺对原水致突变性有所改善;新工艺的出水水样,在水样剂量为5L/皿的条件下,致突变率MR值略大于2,证明该出水水质突变活性有明显的改善。   表中还表明,黄河原水和水厂原工艺出水,对TA100菌株的致突变率在水样剂量为1~2L/皿时,MR值出现大于2,且有剂量反应关系,致突变反应呈阳性,新工艺致突反应呈阴性,说明黄河水和原工艺出水中还含有碱基置换型直接致突变物,使水的致突变活性增高。原水水样高剂量组产生抑菌现象,说明原水有细胞毒性,经处理后基本消除。 表7 新旧工艺Ames试验对比 水样编号剂量/ (L·皿-1)TA98TA100cfuMRcfuMR原水5.00****2.00553.243342.371.00352.065962.100.5024.31.431711.210.25171.001541.09原工艺出水5.005.53.242942.102.0052.33.082912.061.00372.172761.920.5025.31.492151.84新工艺出水5.00362.121781.262.00321.881260.891.0028.51.681370.970.5022.31.311300.92注:剂量为每皿相当水样量;*为抑菌,即水样毒性抑制细菌生长。 4 结论   将高浊度水清水回流工艺和低分子混凝剂联合投加相结合,在大型生产试验的条件下,取得了很好的除浊效果。   该工艺,还可以去除原水中有机物,降低化学需氧量和氨氮含量,明显改善原水致突变活性,使水厂出水水质得到明显改善与提高。 参考文献 : [1]张有威,方晞,聂建校.高浊度水的高效絮凝沉淀(澄清)工艺及其装置的研究[R].西安:长安大学环境工程学院.1988. [2]张有威,方阔,聂建校.高浊度水的高效澄清装置[P].中国专利:88203431,1990-01-31. [3]戴之荷,方晞,聂建校,等.黄河高浊度水混凝沉淀试验的研究[J].给水排水,2000,26(6):25~27. 作者简介 : 方晖(1964~),男,陕西西安人,副教授,现从事水处理教学与科研工作。查看更多 0个回答 . 1人已关注
如何绘制两组分气液平衡相图? 恕本人在论坛中没有找到相关内容, 在此请大家帮忙提供一些绘制 两组分气液平衡相图 的教程,或相关帖子。 得天下马友相助 将不胜感激。 查看更多 4个回答 . 4人已关注
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