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随着饮用水源污染日益严重,原水突发性氨氮污染问题困扰着水厂的运行,原水中氨氮污染增加了消毒副产物的生成量及致突性,而传统处理工艺不能有效去除氨氮和有机污染物。因此,本文基于运行简便、经济可靠的思想对水厂中投加沸石粉治理氨氮污染进行了深入的探讨。本文主要结论如下:
1、本文研究了投加沸石粉法在水厂应用的基本参数,分析了沸石粉对氨氮的吸附等温模式,并建立了沸石粉对氨氮吸附的数学模型。研究结果表明,(1)最佳沸石粉粒径为200目;(2)沸石粉在2min甚至更短时间内快速吸附氨氮;(3)出水最好的搅拌转速为300rpm,与反应池关联的话,最佳搅拌转速范围为100rpm~200rpm,最优搅拌期为絮凝快速期;(4)干、湿式两种不同投加方式对出水效果无影响;(5)沸石粉对氨氮吸附等温线既符合Langmuir模式,也符合Frenndlich模式;(6)初步建立了沸石粉吸附量Q(mg/g)与沸石粉投加量m(g)、初始氨氮浓度C0(mg/L)、水体温度T(K)等参数的数学模型。
2、本文研究了沸石粉强化处理微污染原水的最佳工艺参数,结合水厂工艺特点和出水水质等方面要求,确定了工程应用参数—最佳投加点和最佳投加量,并分析了强化处理的作用机理。研究结果表明,(1)沸石粉吸附氨氮和UV254,絮凝沉淀排除沸石粉污泥,从而达到沸石粉对常规处理工艺处理效果的强化;(2)沸石粉附着在絮体上,导致沸石粉不易沉降,但增加了絮体沉降性能,因此,沸石粉对絮体沉淀有一定的强化作用;(3)在水厂中突发性氨氮污染治理工程应用时,沸石粉最佳投加点为絮凝前期,投加量应在0.5g/L以下。
3、本文通过凝胶色谱法深入研究了沸石粉与粉末活性炭各自吸附原水中有机物分子量范围,并研究了沸石粉与粉末活性炭联用技术的工程参数和技术方法。研究表明,沸石粉主要吸附分子量为0~1000的有机物,粉末活性炭主要吸附分子量为100~10000的有机物,两种吸附剂存在共同的吸附区,为联用提供了理论基础。沸石粉与粉末活性炭联用的最优组合方式为:粉末活性炭最优投加点为吸水井处或絮凝前期,沸石粉最优投加点为絮凝前期,两种吸附剂的投加量分别为40mg/L和0.5g/L以下。
4、本文进行了水厂沸石粉污泥比阻测试实验,研究表明沸石粉对水厂污泥脱水性能有很好的改善作用。水厂的原水污泥脱水性能为中等程度,投加沸石粉后水厂污泥为易脱水污泥,污泥比阻值随着沸石粉投配量的增大而降低,沸石粉提高了原污泥的脱水性能,对污泥具有一定的调质作用。