1、环境工程专业优秀论文 强化混凝-动态膜工艺处理城市受污染河水的研究关键词：强化混凝 动态膜工艺 污染河水处理 城市河流治理摘要：本论文在综合国内外大量相关文献的基础上，基于强化混凝工艺和动态膜工艺的研究现状和应用前景，结合目前我国城市河流普遍受到一定程度污染的现状，提出了强化混凝.动态膜污水处理工艺处理受污染河水的设想。首先根据目标河流的污染现状进行混凝剂的筛选和混凝条件的优化，在此基础上进行动态膜反应器适用的附着基材的筛选，并对在恒压和恒流两种运行工况时该工艺对污染物的去除效果、混凝，动态膜的形成及过滤机理进行探讨，在此基础上对影响该工艺的因素，错流速度、通量和出水压力进行研究，分析其对运行
2、过程的影响。论文的研究为解决城市河流治理问题提供了一套新的思路，并为该工艺的推广应用提供了初步的技术支持。主要研究内容及结果如下： 1.混凝剂的筛选和混凝条件的优化。结合研究课题及本论文的研究内容，分别对淄博市猪龙河和济南市窑头大沟的受污染河水进行了研究。由于淄博市猪龙河受污染河水直接进入淄博市南郊污水处理厂进行强化混凝处理后排放，因此根据污水处理厂出水水质、矾花的大小、絮体生成的速度、对浊度、COD（Chemical Oxygen Demand） 、SCOD（溶解性 COD） 、TP（Total Phosphorous）的去除效果、pH 的影响进行混凝剂的筛选，并考察了无机混凝剂和有机絮凝剂
3、复配对污染物去除的影响、表面负荷对出水水质的影响。 研究结果表明对于猪龙河受污染河水优选出的混凝剂为 APAM（阴离子聚丙烯酰胺）和 PDMDAAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵） ，其最佳投药量分别为 0.3mg/L 和 0.5 mg/L。APAM 对 COD 的去除率为 5464，PDMDAAC 对 COD 的去除率为 4360。APAM 和 PDMDAAC对 TN 去除率较低（1520） ，但对 TP 具有较高的去除率（7080） 。对于浊度的去除，APAM 在药剂投加量 0.3 mg/L 以上时，浊度的去除率均在86以上。APAM 和 PDMDAAC 对 COD 的去除受 pH 影响较小，在
4、 pH710 范围内均具有较好的去除效果。表面负荷从 0.8 m3/（h）提高到1.2m3/（h）时，两种混凝剂对 COD 和浊度去除率变化不大。 对于已经受到比较严重污染的济南市窑头大沟河水，根据对浊度、COD、SCOD、TP 的去除效果和 pH 的影响进行混凝剂的筛选，通过光散射颗粒分析仪（Photometric Dispersion Analyzer，PDA）在线研究絮体生成过程并考察水中残铝的含量。研究结果表明 PAC 为优选混凝剂，其最佳投加量为 60 mg/L。PDA 在线研究絮体生成过程表明最佳混凝条件为快速搅拌（200 rpm）1min、慢速搅拌（40 rpm）1.5 min、
5、静置沉淀 3 min，pH 的变化对污染物的去除效果影响不显著，出水中铝残留量表明 pH 为 7 时出水中铝残留量最低，药剂利用率最高。 2.强化混凝-动态膜附着基材的筛选。结合国内外对于动态膜的研究及市场上常见的过滤基材，选择筛绢（140 目） 、筛绢（260 目） 、无纺布（75g/） 、无纺布（450g/）和不锈钢网（140 目）5 种基材进行研究，考察它们的清水膜通量及对过滤性能的影响，并进行了经济性的比较。研究结果表明筛绢（140 目）由于自身阻力小、运行过程中水头增加较慢，且运行中形成的动态膜较稳定，无脱落现象发生，是合适的基材。无纺布和筛绢作为两种类型的材质，选择两种无纺布中易于
6、动态膜形成且水头增加较慢的无纺布（450g/）作为进一步考察的基材。因此筛绢（140 目）和无纺布（450 g/）为选定的动态膜形成的附着基材。附着基材经济性分析表明较低的基材价格可以极大的降低动态膜反应器的造价。 3.恒压运行时强化混凝.动态膜的形成及过滤机理。在恒压运行方式下，分别以筛绢（140 目）和无纺布（450g/）为基材时，考察了 4 cm WHD（water head drop）和 8 cm WHD 运行时通量随时间的变化，运行过程中出水体积和时间的关系。借助于临界通量的概念来预测动态膜的形成时间，并运用典型膜污染机制-滤饼堵塞模式、完全堵塞模式、标准堵塞模式、中间堵塞模式及典型
7、模式的联合模式进行动态膜形成及过滤机理的预测。 研究结果表明无纺布作为混凝.动态膜的形成基材时，在 4 cm WHD 和 8 cmWHD 运行时混凝.动态膜的形成时间分别为 70 min 和 20 min，动态膜的形成过程为完全堵塞模式。而动态膜形成后中间堵塞-标准堵塞模式、滤饼-中间堵塞模式和滤饼-完全堵塞模式均可以较好的模拟动态膜的过滤过程，而其中滤饼过滤模式其主要作用，其次为完全堵塞模式。筛绢作为混凝-动态膜的形成基材时，在 4cm WHD 和 8 cm WHD 运行时混凝，动态膜的形成时间分别为 100 min 和 70 min，动态膜的形成过程为堵塞模式，而动态膜形成后过滤模式为滤饼
8、-中间堵塞过滤模式，其中起主要作用的是滤饼过滤模式。 4.恒流运行时强化混凝，动态膜的形成及过滤机理。恒流运行时动态膜的形成时间可以通过出水浊度来判定，无纺布和筛绢为基材时动态膜的形成时间分别为 50 min 和 10 min。而恒流运行时混凝一动态膜的过滤机理可通过运行过程中压力随时间的变化，并借助于恒流过滤时典型膜污染机制，滤饼堵塞模式、完全堵塞模式、标准堵塞模式和中间堵塞模式及联合模式进行分析。 5.恒压运行时反应器的运行特性。针对济南市窑头大沟的受污染河水，在不同出水压力时考察反应器对浊度、有机物、TP 及 TN的去除效果和进出水颗粒物粒度的变化。 研究结果表明无纺布为基材时在 2 c
9、m WHD、4 cm WHD、6 cm WHD、8 cm WHD 和 10 cm WHD 五种压力下运行时反应器运行 30 min 后出水浊度均能达到 1.5NTU 以下。对 COD 和 TP 去除效果表明出水压力对 COD、TP 去除率影响较小，COD 去除率约为 7175，TP 去除率约为 81。进出水颗粒粒度分析表明形成后的动态膜对颗粒物有较好的截留作用。除基材和动态膜的机械截留作用、吸附截留作用、架桥作用外，颗粒与动态膜或基材之间的相互作用在颗粒物的截留过程中也起着重要作用。 筛绢为膜基材时反应器运行结果表明 4 cm WHD 运行时 15 min 后，出水浊度一直稳定在 4 NTU
10、以下。8 cm WHD 运行 40 min 后出水浊度降至 5.76 NTU 以下。在 4 cm WHD和 8 cm WHD 运行 20 min 后，COD 出水浓度均在 50 mg/L 以下，去除率在 80以上，出水水头对 COD 去除率影响较小。出水压力对 TP 去除影响较小，反应器对 TP 去除效果较好，运行 30 min 后出水 TP 浓度在 1 mg/L 以下，去除率在90以上。在 4 cm WHD 和 8 cm WHD 下，通过 Mastersizer2000 激光粒径仪测定 0 min、5 min、15 min、20 min 和 30 min 时刻出水颗粒物粒度分布，结果表明随着
11、运行时间的延长，出水中的中值粒径 D50 随着运行时间延长而降低，动态膜对于颗粒物的截留能力逐步形成。 6.恒流运行时反应器的运行特性。分别以无纺布和筛绢作为混凝-动态膜的形成基材，研究运行过程中对浊度、有机物、TP 及 TN 的去除及运行过程中出水水头和通量的变化。 无纺布为膜基材时反应器运行结果表明，运行 50 min 时，出水浊度降至 5NTU，标志着动态膜已经形成。COD 去除率随时间呈上升趋势，50 min 后 COD 去除率趋于平稳，达到在 65以上；对于 TP 在运行起始阶段即具有较高的去除率，TP 平均去除率为 74.484.9。反应器运行 1h 后对 TP 的去除率一般在 7
12、9以上，出水中的 TP 均小于 1mg/L。动态膜反冲实验结果表明体外清洗的方式比较适用于动态膜的清洗，建议冲洗采用水冲的方式进行。 筛绢为膜基材时反应器运行结果表明在进水浊度较高时混凝-动态膜反应器运行 5 min 后出水浊度降至 10 NTU 以下，10 min 后出水浊度降至 5 NTU 以下。在进水 COD 浓度为 112 mg/L 时，在运行最初阶段，COD 去除率在 40，随着运行时间的延长，COD 去除率增至50以上；而对于 TP 的去除率，在运行起始阶段 TP 的去除率达到 88以上，运行 30 min 后 TP 的去除率均在 90以上，出水中 TP 小于 0.5 mg/L。
13、5.混凝，动态膜反应器运行影响因素的研究。对影响混凝-动态膜反应器运行的主要因素（错流速度、通量和出水水头）进行了研究，考察在不同错流速度和膜通量下，反应器出水水头及对浊度、COD 和 TP 的去除效果。 研究结果表明曝气量为 0.15 m3/h 时运行为较优的曝气量，此时错流速度为 2.85 cm/s，且在此错流速度下，出水浊度较稳定，动态膜形成后出水浊度一直稳定在 1 NTU 左右，COD、TP 的去除率也较其他错流速度运行时高且稳定。通量对絮体颗粒在基材表面的沉积有一定的影响，较大的通量，有利于絮体在基材表面的沉积，所形成的滤饼层较紧密，滤饼层阻力较较高，出水水头较高。研究结果表明 75
14、 L/h 为最佳运行通量。出水水头对出水 COD、TP 的影响均较小。不同出水水头形成的混凝-动态膜通量基本相同。正文内容本论文在综合国内外大量相关文献的基础上，基于强化混凝工艺和动态膜工艺的研究现状和应用前景，结合目前我国城市河流普遍受到一定程度污染的现状，提出了强化混凝.动态膜污水处理工艺处理受污染河水的设想。首先根据目标河流的污染现状进行混凝剂的筛选和混凝条件的优化，在此基础上进行动态膜反应器适用的附着基材的筛选，并对在恒压和恒流两种运行工况时该工艺对污染物的去除效果、混凝，动态膜的形成及过滤机理进行探讨，在此基础上对影响该工艺的因素，错流速度、通量和出水压力进行研究，分析其对运行过程的
15、影响。论文的研究为解决城市河流治理问题提供了一套新的思路，并为该工艺的推广应用提供了初步的技术支持。主要研究内容及结果如下： 1.混凝剂的筛选和混凝条件的优化。结合研究课题及本论文的研究内容，分别对淄博市猪龙河和济南市窑头大沟的受污染河水进行了研究。由于淄博市猪龙河受污染河水直接进入淄博市南郊污水处理厂进行强化混凝处理后排放，因此根据污水处理厂出水水质、矾花的大小、絮体生成的速度、对浊度、COD（Chemical Oxygen Demand） 、SCOD（溶解性 COD） 、TP（Total Phosphorous）的去除效果、pH 的影响进行混凝剂的筛选，并考察了无机混凝剂和有机絮凝剂复配对
16、污染物去除的影响、表面负荷对出水水质的影响。 研究结果表明对于猪龙河受污染河水优选出的混凝剂为 APAM（阴离子聚丙烯酰胺）和 PDMDAAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵） ，其最佳投药量分别为 0.3mg/L 和 0.5 mg/L。APAM 对 COD 的去除率为 5464，PDMDAAC 对 COD 的去除率为 4360。APAM 和 PDMDAAC对 TN 去除率较低（1520） ，但对 TP 具有较高的去除率（7080） 。对于浊度的去除，APAM 在药剂投加量 0.3 mg/L 以上时，浊度的去除率均在86以上。APAM 和 PDMDAAC 对 COD 的去除受 pH 影响较小，在 pH
17、710 范围内均具有较好的去除效果。表面负荷从 0.8 m3/（h）提高到1.2m3/（h）时，两种混凝剂对 COD 和浊度去除率变化不大。 对于已经受到比较严重污染的济南市窑头大沟河水，根据对浊度、COD、SCOD、TP 的去除效果和 pH 的影响进行混凝剂的筛选，通过光散射颗粒分析仪（Photometric Dispersion Analyzer，PDA）在线研究絮体生成过程并考察水中残铝的含量。研究结果表明 PAC 为优选混凝剂，其最佳投加量为 60 mg/L。PDA 在线研究絮体生成过程表明最佳混凝条件为快速搅拌（200 rpm）1min、慢速搅拌（40 rpm）1.5 min、静置沉
18、淀 3 min，pH 的变化对污染物的去除效果影响不显著，出水中铝残留量表明 pH 为 7 时出水中铝残留量最低，药剂利用率最高。 2.强化混凝-动态膜附着基材的筛选。结合国内外对于动态膜的研究及市场上常见的过滤基材，选择筛绢（140 目） 、筛绢（260 目） 、无纺布（75g/） 、无纺布（450g/）和不锈钢网（140 目）5 种基材进行研究，考察它们的清水膜通量及对过滤性能的影响，并进行了经济性的比较。研究结果表明筛绢（140 目）由于自身阻力小、运行过程中水头增加较慢，且运行中形成的动态膜较稳定，无脱落现象发生，是合适的基材。无纺布和筛绢作为两种类型的材质，选择两种无纺布中易于动态膜
19、形成且水头增加较慢的无纺布（450g/）作为进一步考察的基材。因此筛绢（140 目）和无纺布（450 g/）为选定的动态膜形成的附着基材。附着基材经济性分析表明较低的基材价格可以极大的降低动态膜反应器的造价。 3.恒压运行时强化混凝.动态膜的形成及过滤机理。在恒压运行方式下，分别以筛绢（140 目）和无纺布（450g/）为基材时，考察了 4 cm WHD（water head drop）和 8 cm WHD 运行时通量随时间的变化，运行过程中出水体积和时间的关系。借助于临界通量的概念来预测动态膜的形成时间，并运用典型膜污染机制-滤饼堵塞模式、完全堵塞模式、标准堵塞模式、中间堵塞模式及典型模式的
20、联合模式进行动态膜形成及过滤机理的预测。 研究结果表明无纺布作为混凝.动态膜的形成基材时，在 4 cm WHD 和 8 cmWHD 运行时混凝.动态膜的形成时间分别为 70 min 和 20 min，动态膜的形成过程为完全堵塞模式。而动态膜形成后中间堵塞-标准堵塞模式、滤饼-中间堵塞模式和滤饼-完全堵塞模式均可以较好的模拟动态膜的过滤过程，而其中滤饼过滤模式其主要作用，其次为完全堵塞模式。筛绢作为混凝-动态膜的形成基材时，在 4cm WHD 和 8 cm WHD 运行时混凝，动态膜的形成时间分别为 100 min 和 70 min，动态膜的形成过程为堵塞模式，而动态膜形成后过滤模式为滤饼-中间
21、堵塞过滤模式，其中起主要作用的是滤饼过滤模式。 4.恒流运行时强化混凝，动态膜的形成及过滤机理。恒流运行时动态膜的形成时间可以通过出水浊度来判定，无纺布和筛绢为基材时动态膜的形成时间分别为 50 min 和 10 min。而恒流运行时混凝一动态膜的过滤机理可通过运行过程中压力随时间的变化，并借助于恒流过滤时典型膜污染机制，滤饼堵塞模式、完全堵塞模式、标准堵塞模式和中间堵塞模式及联合模式进行分析。 5.恒压运行时反应器的运行特性。针对济南市窑头大沟的受污染河水，在不同出水压力时考察反应器对浊度、有机物、TP 及 TN的去除效果和进出水颗粒物粒度的变化。 研究结果表明无纺布为基材时在 2 cm W
22、HD、4 cm WHD、6 cm WHD、8 cm WHD 和 10 cm WHD 五种压力下运行时反应器运行 30 min 后出水浊度均能达到 1.5NTU 以下。对 COD 和 TP 去除效果表明出水压力对 COD、TP 去除率影响较小，COD 去除率约为 7175，TP 去除率约为 81。进出水颗粒粒度分析表明形成后的动态膜对颗粒物有较好的截留作用。除基材和动态膜的机械截留作用、吸附截留作用、架桥作用外，颗粒与动态膜或基材之间的相互作用在颗粒物的截留过程中也起着重要作用。 筛绢为膜基材时反应器运行结果表明 4 cm WHD 运行时 15 min 后，出水浊度一直稳定在 4 NTU 以下。
23、8 cm WHD 运行 40 min 后出水浊度降至 5.76 NTU 以下。在 4 cm WHD和 8 cm WHD 运行 20 min 后，COD 出水浓度均在 50 mg/L 以下，去除率在 80以上，出水水头对 COD 去除率影响较小。出水压力对 TP 去除影响较小，反应器对 TP 去除效果较好，运行 30 min 后出水 TP 浓度在 1 mg/L 以下，去除率在90以上。在 4 cm WHD 和 8 cm WHD 下，通过 Mastersizer2000 激光粒径仪测定 0 min、5 min、15 min、20 min 和 30 min 时刻出水颗粒物粒度分布，结果表明随着运行时
24、间的延长，出水中的中值粒径 D50 随着运行时间延长而降低，动态膜对于颗粒物的截留能力逐步形成。 6.恒流运行时反应器的运行特性。分别以无纺布和筛绢作为混凝-动态膜的形成基材，研究运行过程中对浊度、有机物、TP 及 TN 的去除及运行过程中出水水头和通量的变化。 无纺布为膜基材时反应器运行结果表明，运行 50 min 时，出水浊度降至 5NTU，标志着动态膜已经形成。COD 去除率随时间呈上升趋势，50 min 后 COD 去除率趋于平稳，达到在 65以上；对于 TP 在运行起始阶段即具有较高的去除率，TP 平均去除率为 74.484.9。反应器运行 1h 后对 TP 的去除率一般在 79以上
25、，出水中的 TP 均小于 1mg/L。动态膜反冲实验结果表明体外清洗的方式比较适用于动态膜的清洗，建议冲洗采用水冲的方式进行。 筛绢为膜基材时反应器运行结果表明在进水浊度较高时混凝-动态膜反应器运行 5 min 后出水浊度降至 10 NTU 以下，10 min 后出水浊度降至 5 NTU 以下。在进水 COD 浓度为 112 mg/L 时，在运行最初阶段，COD 去除率在 40，随着运行时间的延长，COD 去除率增至50以上；而对于 TP 的去除率，在运行起始阶段 TP 的去除率达到 88以上，运行 30 min 后 TP 的去除率均在 90以上，出水中 TP 小于 0.5 mg/L。 5.混
26、凝，动态膜反应器运行影响因素的研究。对影响混凝-动态膜反应器运行的主要因素（错流速度、通量和出水水头）进行了研究，考察在不同错流速度和膜通量下，反应器出水水头及对浊度、COD 和 TP 的去除效果。 研究结果表明曝气量为 0.15 m3/h 时运行为较优的曝气量，此时错流速度为 2.85 cm/s，且在此错流速度下，出水浊度较稳定，动态膜形成后出水浊度一直稳定在 1 NTU 左右，COD、TP 的去除率也较其他错流速度运行时高且稳定。通量对絮体颗粒在基材表面的沉积有一定的影响，较大的通量，有利于絮体在基材表面的沉积，所形成的滤饼层较紧密，滤饼层阻力较较高，出水水头较高。研究结果表明 75 L/
27、h 为最佳运行通量。出水水头对出水 COD、TP 的影响均较小。不同出水水头形成的混凝-动态膜通量基本相同。本论文在综合国内外大量相关文献的基础上，基于强化混凝工艺和动态膜工艺的研究现状和应用前景，结合目前我国城市河流普遍受到一定程度污染的现状，提出了强化混凝.动态膜污水处理工艺处理受污染河水的设想。首先根据目标河流的污染现状进行混凝剂的筛选和混凝条件的优化，在此基础上进行动态膜反应器适用的附着基材的筛选，并对在恒压和恒流两种运行工况时该工艺对污染物的去除效果、混凝，动态膜的形成及过滤机理进行探讨，在此基础上对影响该工艺的因素，错流速度、通量和出水压力进行研究，分析其对运行过程的影响。论文的研
28、究为解决城市河流治理问题提供了一套新的思路，并为该工艺的推广应用提供了初步的技术支持。主要研究内容及结果如下： 1.混凝剂的筛选和混凝条件的优化。结合研究课题及本论文的研究内容，分别对淄博市猪龙河和济南市窑头大沟的受污染河水进行了研究。由于淄博市猪龙河受污染河水直接进入淄博市南郊污水处理厂进行强化混凝处理后排放，因此根据污水处理厂出水水质、矾花的大小、絮体生成的速度、对浊度、COD（Chemical Oxygen Demand） 、SCOD（溶解性 COD） 、TP（Total Phosphorous）的去除效果、pH 的影响进行混凝剂的筛选，并考察了无机混凝剂和有机絮凝剂复配对污染物去除的影
29、响、表面负荷对出水水质的影响。 研究结果表明对于猪龙河受污染河水优选出的混凝剂为 APAM（阴离子聚丙烯酰胺）和 PDMDAAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵） ，其最佳投药量分别为 0.3mg/L 和 0.5 mg/L。APAM 对 COD 的去除率为5464，PDMDAAC 对 COD 的去除率为 4360。APAM 和 PDMDAAC 对 TN去除率较低（1520） ，但对 TP 具有较高的去除率（7080） 。对于浊度的去除，APAM 在药剂投加量 0.3 mg/L 以上时，浊度的去除率均在 86以上。APAM 和 PDMDAAC 对 COD 的去除受 pH 影响较小，在 pH710 范围内
30、均具有较好的去除效果。表面负荷从 0.8 m3/（h）提高到 1.2m3/（h）时，两种混凝剂对 COD 和浊度去除率变化不大。 对于已经受到比较严重污染的济南市窑头大沟河水，根据对浊度、COD、SCOD、TP 的去除效果和 pH 的影响进行混凝剂的筛选，通过光散射颗粒分析仪（Photometric Dispersion Analyzer，PDA）在线研究絮体生成过程并考察水中残铝的特别提醒 ：正文内容由 PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。我们
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