壳聚糖及其复配助滤剂强化过滤研究
发布时间：2021-01-14 13:56
目前,我国经济社会发展正处于加速上升阶段,而水环境状况却未得到有效改善,地表水源仍然存在不同程度污染,饮用水水源水质超标事件时有发生。为实现优质生活饮用水供给,保障饮用水安全,多种新型水处理技术应运而生。其中,二次微絮凝强化过滤技术具有水源适应性强、降浊效果好、致病微生物去除率高、药剂投加量少、运行成本低等优点,不仅适用于常规工艺水处理厂的强化,还可进一步提高以臭氧-活性炭工艺为主的深度水处理厂出水水质。在二次微絮凝强化过滤工艺中,助滤剂的选择对强化过滤效果至关重要,传统的铝盐和聚丙烯酰胺类助滤剂会存在二次污染的风险。壳聚糖（CTS）作为天然高分子水处理药剂因来源广泛、人体无害、分子链上含有丰富的氨基和羟基活性基团,受到了广泛的关注。同时,由于壳聚糖存在阳离子性弱、水溶性差、有机物处理效果不佳等缺点,在饮用水处理方面的使用受到了限制。本研究以壳聚糖为基础材料,将无机金属离子引入壳聚糖分子链中,丰富了壳聚糖分子链中阳离子基团,制备了三种新型无机金属盐-壳聚糖复配助滤剂,并以地表水处理厂沉淀池出水为试验原水,进行了三种复配助滤剂二次微絮凝强化过滤研究。通过对比四种水处理常用壳聚糖及其衍生物...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１微絮凝强化过滤试验装置示意图??①原水水箱②提升泵③微絮凝混合器④过滤器⑤测压板⑥在线颗粒数仪、浊度仪??
?Ｉ?Ｉ??Ｍ?ｗａｓｈ＾ａｔｅｒ??图２．１微絮凝强化过滤试验装置示意图??①原水水箱②提升泵③微絮凝混合器④过滤器⑤测压板⑥在线颗粒数仪、浊度仪??⑦助滤剂贮存器⑧加药泵⑨空压机??本研宄所用试验装置及工艺流程见图２．１，试验设计流量２０?Ｌ／ｈ?（试验滤速１０?ｍ／ｈ），??以中试装置沉淀池出水为原水，经提升泵加压后进入微絮凝混合器，混合器总有效容积??１．３３?Ｌ?（模拟微絮凝时间１－４?ｍｉｎ，无特殊说明时微絮凝时间为２ｍｉｎ），通过混合器不同??高度出水口控制微絮凝时间，混合器底部设磁力搅拌器，一定浓度助滤剂由蠕动泵加入??微絮凝混合器与原水充分混合微絮凝后，经右侧出水口出水自上而下流经砂滤层和承托??层。当砂滤出水浊度超过０．５?ＮＴＵ或水头损失超过０．５?ｍ时停止过滤，利用自来水和压??缩空气对滤料进行气水反冲洗，控制滤料膨胀率为４０％左右，气、水反洗方式为先单独??气冲２?ｍｉｎ、然后气水同时反冲４?ｍｉｎ、最后单独水冲６?ｍｉｎ。??装置采用有机玻璃制作
纯水清洗样品池，并将纯水作为仪器检测背景值。清洗完成之后，取１０００?ｍｌ水样放置??于混合烧杯中，通过蠕动泵以２０?ｍＬ／ｍｉｎ的流速将水样注入样品池，对二次微絮凝形成??絮体的粒径进行检测，检测间隔５?ｓ。絮体粒径检测试验装置如图２．３所示。??ｒ?］???Ｉ?￣ｈ?，?Ｉ—ｒｚ．￣??□□□??ｉ——ｉ?ｈ?二二?Ｈ?？??ｕ０?ｕ?〇□日口??騎泵?ｍｕｍｍｉ??舰器??〇??０——????＾＾Ｈ?＝ｎ??Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ?３０００Ｅ?电脑??图２．３在线絮体粒径检测装置??２．６．２絮体分形维数??絮体分形维数采用小角激光散射法［１１２］，采用激光粒度仪（Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ３０００Ｅ，?Ｍａｌｖｅｒｎ，??英国），对二次微絮凝形成微絮体的分形维数进行测定［１１３］。利用６３０?ｎｍ波长下激光照射??水样中胶体颗粒物形成微絮体，仪器上的４８个光敏检测器会接受到来自不同散射角的散??射光强。光敏检测器对应的散射矢量为Ｑ，具体计算方式如公式２．２所示：??Ｑ?＝伽今￡／２）?（２２）??其中，ｎ代表絮体悬浮媒介的折射率（即水的折射率）；ｅ为激光的散射角；１为激光??波长。散射光强度Ｉ，散射矢量Ｑ和絮体的分形维数Ｄｆ的指数关系为：??－２９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型混凝剂聚合氯化铝钛的制备及性能表征[J]. 王迅,李伟,刘玉灿,段晋明. 水处理技术. 2019(02)
[2]饮用水安全保障体系现代化的思考与实践[J]. 张金松,韩小波,靳军涛. 给水排水. 2019(02)
[3]低温低浊进水下壳聚糖及其衍生物助滤效果研究[J]. 王珊,张克峰,张英芹,刘欢,任杰. 水处理技术. 2019(01)
[4]氯消毒过程中水中色氨酸产生THMs和HAAs的特征研究[J]. 陈丹雯,黄富,朱世翠,余齐,于建全,李小敏,马晓雁. 中国环境科学. 2018(11)
[5]日本消毒副产物及其前体物的现状及研究进展[J]. 李悦宁,贺凯,王婷,赵博,越后信哉,林应超. 环境化学. 2018(08)
[6]多功能型天然高分子水处理剂的研究[J]. 余伟,黄牧,李爱民,杨琥. 环境化学. 2018(06)
[7]低压重力驱动式超滤工艺处理引黄水库水中试研究[J]. 柳斌,瞿芳术,施周,唐小斌,纪洪杰,梁恒,李圭白. 给水排水. 2018(06)
[8]高铁酸钾去除饮用水中2,6-二氯-1,4-苯醌的研究[J]. 丁春生,肖毛虎,赵世督,苗世茂,邹胜男. 浙江工业大学学报. 2018(03)
[9]臭氧生物活性炭与膜组合工艺在某水厂深度处理工艺中的应用[J]. 彭祥,张晓,曹勋,李寅森,丁新春,李冬梅. 净水技术. 2018(04)
[10]黄河下游典型水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[J]. 侯伟,陈燕,孙韶华,李祥,李伟,胡芳,赵清华,贾瑞宝. 水资源与水工程学报. 2018(02)
博士论文
[1]壳聚糖—氯化铝双絮凝工艺处理饮用水源水中有毒蓝藻调控技术研究[D]. 马春霞.山东大学 2017
[2]聚合钛盐混凝剂的研究[D]. 黄鑫.山东大学 2017
[3]铁盐与有机高分子絮凝剂复配在混凝—超滤工艺中的应用研究[D]. 孙盛雷.山东大学 2016
[4]铁钛混凝剂的制备及在除藻和控制藻源膜污染中的应用研究[D]. 陈伟.重庆大学 2016
[5]壳聚糖衍生材料制备及其对水中铅和酸性橙7的吸附机理研究[D]. 李婷婷.湖南大学 2016
[6]钛盐混凝剂的混凝行为、作用机制、絮体特性和污泥回用研究[D]. 赵艳侠.山东大学 2014
[7]铝盐混凝剂在给水处理中残留铝含量、组分及影响机制研究[D]. 杨忠莲.山东大学 2013
[8]超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[D]. 瞿芳术.哈尔滨工业大学 2012
[9]微污染水源水处理过程中消毒副产物及病毒类微生物变化特性研究[D]. 张强.复旦大学 2012
[10]预氯化消毒副产物生成特性和去除机理研究[D]. 伍海辉.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于富营养化及藻类控制的黄河下游引黄平原水库生物操纵技术研究[D]. 陈永峰.山东建筑大学 2018
[2]钛盐混凝剂处理含藻地表水的混凝行为和作用机制研究[D]. 徐婕.山东大学 2018
[3]针对高藻高有机引黄水的煤砂双层滤料过滤试验研究[D]. 潘春雨.山东建筑大学 2018
[4]颗粒计数法在自来水厂的应用[D]. 张丽芳.华南理工大学 2017
[5]改性壳聚糖对重金属以及难降解有机物的分离去除研究[D]. 杨虎城.湖南大学 2017
[6]济南市湿沉降中砷、镉、铬、镍、铅的污染特征及其对斑马鱼生物毒性的研究[D]. 史若馨.山东大学 2017
[7]氧化石墨烯—三氯化铁复合改性沸石的制备及其吸附性能研究[D]. 罗斌.广东工业大学 2017
[8]饮用水中典型微生物生成消毒副产物规律研究[D]. 李林林.东北林业大学 2017
[9]金属改性壳聚糖复合吸附剂的制备及水中除氟性能研究[D]. 陈静娴.广东药科大学 2017
[10]壳聚糖衍生物的合成及其絮凝性能研究[D]. 刘爱玉.陕西科技大学 2017
本文编号：2976980
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１微絮凝强化过滤试验装置示意图??①原水水箱②提升泵③微絮凝混合器④过滤器⑤测压板⑥在线颗粒数仪、浊度仪??
?Ｉ?Ｉ??Ｍ?ｗａｓｈ＾ａｔｅｒ??图２．１微絮凝强化过滤试验装置示意图??①原水水箱②提升泵③微絮凝混合器④过滤器⑤测压板⑥在线颗粒数仪、浊度仪??⑦助滤剂贮存器⑧加药泵⑨空压机??本研宄所用试验装置及工艺流程见图２．１，试验设计流量２０?Ｌ／ｈ?（试验滤速１０?ｍ／ｈ），??以中试装置沉淀池出水为原水，经提升泵加压后进入微絮凝混合器，混合器总有效容积??１．３３?Ｌ?（模拟微絮凝时间１－４?ｍｉｎ，无特殊说明时微絮凝时间为２ｍｉｎ），通过混合器不同??高度出水口控制微絮凝时间，混合器底部设磁力搅拌器，一定浓度助滤剂由蠕动泵加入??微絮凝混合器与原水充分混合微絮凝后，经右侧出水口出水自上而下流经砂滤层和承托??层。当砂滤出水浊度超过０．５?ＮＴＵ或水头损失超过０．５?ｍ时停止过滤，利用自来水和压??缩空气对滤料进行气水反冲洗，控制滤料膨胀率为４０％左右，气、水反洗方式为先单独??气冲２?ｍｉｎ、然后气水同时反冲４?ｍｉｎ、最后单独水冲６?ｍｉｎ。??装置采用有机玻璃制作
纯水清洗样品池，并将纯水作为仪器检测背景值。清洗完成之后，取１０００?ｍｌ水样放置??于混合烧杯中，通过蠕动泵以２０?ｍＬ／ｍｉｎ的流速将水样注入样品池，对二次微絮凝形成??絮体的粒径进行检测，检测间隔５?ｓ。絮体粒径检测试验装置如图２．３所示。??ｒ?］???Ｉ?￣ｈ?，?Ｉ—ｒｚ．￣??□□□??ｉ——ｉ?ｈ?二二?Ｈ?？??ｕ０?ｕ?〇□日口??騎泵?ｍｕｍｍｉ??舰器??〇??０——????＾＾Ｈ?＝ｎ??Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ?３０００Ｅ?电脑??图２．３在线絮体粒径检测装置??２．６．２絮体分形维数??絮体分形维数采用小角激光散射法［１１２］，采用激光粒度仪（Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ３０００Ｅ，?Ｍａｌｖｅｒｎ，??英国），对二次微絮凝形成微絮体的分形维数进行测定［１１３］。利用６３０?ｎｍ波长下激光照射??水样中胶体颗粒物形成微絮体，仪器上的４８个光敏检测器会接受到来自不同散射角的散??射光强。光敏检测器对应的散射矢量为Ｑ，具体计算方式如公式２．２所示：??Ｑ?＝伽今￡／２）?（２２）??其中，ｎ代表絮体悬浮媒介的折射率（即水的折射率）；ｅ为激光的散射角；１为激光??波长。散射光强度Ｉ，散射矢量Ｑ和絮体的分形维数Ｄｆ的指数关系为：??－２９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型混凝剂聚合氯化铝钛的制备及性能表征[J]. 王迅,李伟,刘玉灿,段晋明. 水处理技术. 2019(02)
[2]饮用水安全保障体系现代化的思考与实践[J]. 张金松,韩小波,靳军涛. 给水排水. 2019(02)
[3]低温低浊进水下壳聚糖及其衍生物助滤效果研究[J]. 王珊,张克峰,张英芹,刘欢,任杰. 水处理技术. 2019(01)
[4]氯消毒过程中水中色氨酸产生THMs和HAAs的特征研究[J]. 陈丹雯,黄富,朱世翠,余齐,于建全,李小敏,马晓雁. 中国环境科学. 2018(11)
[5]日本消毒副产物及其前体物的现状及研究进展[J]. 李悦宁,贺凯,王婷,赵博,越后信哉,林应超. 环境化学. 2018(08)
[6]多功能型天然高分子水处理剂的研究[J]. 余伟,黄牧,李爱民,杨琥. 环境化学. 2018(06)
[7]低压重力驱动式超滤工艺处理引黄水库水中试研究[J]. 柳斌,瞿芳术,施周,唐小斌,纪洪杰,梁恒,李圭白. 给水排水. 2018(06)
[8]高铁酸钾去除饮用水中2,6-二氯-1,4-苯醌的研究[J]. 丁春生,肖毛虎,赵世督,苗世茂,邹胜男. 浙江工业大学学报. 2018(03)
[9]臭氧生物活性炭与膜组合工艺在某水厂深度处理工艺中的应用[J]. 彭祥,张晓,曹勋,李寅森,丁新春,李冬梅. 净水技术. 2018(04)
[10]黄河下游典型水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系[J]. 侯伟,陈燕,孙韶华,李祥,李伟,胡芳,赵清华,贾瑞宝. 水资源与水工程学报. 2018(02)
博士论文
[1]壳聚糖—氯化铝双絮凝工艺处理饮用水源水中有毒蓝藻调控技术研究[D]. 马春霞.山东大学 2017
[2]聚合钛盐混凝剂的研究[D]. 黄鑫.山东大学 2017
[3]铁盐与有机高分子絮凝剂复配在混凝—超滤工艺中的应用研究[D]. 孙盛雷.山东大学 2016
[4]铁钛混凝剂的制备及在除藻和控制藻源膜污染中的应用研究[D]. 陈伟.重庆大学 2016
[5]壳聚糖衍生材料制备及其对水中铅和酸性橙7的吸附机理研究[D]. 李婷婷.湖南大学 2016
[6]钛盐混凝剂的混凝行为、作用机制、絮体特性和污泥回用研究[D]. 赵艳侠.山东大学 2014
[7]铝盐混凝剂在给水处理中残留铝含量、组分及影响机制研究[D]. 杨忠莲.山东大学 2013
[8]超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[D]. 瞿芳术.哈尔滨工业大学 2012
[9]微污染水源水处理过程中消毒副产物及病毒类微生物变化特性研究[D]. 张强.复旦大学 2012
[10]预氯化消毒副产物生成特性和去除机理研究[D]. 伍海辉.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于富营养化及藻类控制的黄河下游引黄平原水库生物操纵技术研究[D]. 陈永峰.山东建筑大学 2018
[2]钛盐混凝剂处理含藻地表水的混凝行为和作用机制研究[D]. 徐婕.山东大学 2018
[3]针对高藻高有机引黄水的煤砂双层滤料过滤试验研究[D]. 潘春雨.山东建筑大学 2018
[4]颗粒计数法在自来水厂的应用[D]. 张丽芳.华南理工大学 2017
[5]改性壳聚糖对重金属以及难降解有机物的分离去除研究[D]. 杨虎城.湖南大学 2017
[6]济南市湿沉降中砷、镉、铬、镍、铅的污染特征及其对斑马鱼生物毒性的研究[D]. 史若馨.山东大学 2017
[7]氧化石墨烯—三氯化铁复合改性沸石的制备及其吸附性能研究[D]. 罗斌.广东工业大学 2017
[8]饮用水中典型微生物生成消毒副产物规律研究[D]. 李林林.东北林业大学 2017
[9]金属改性壳聚糖复合吸附剂的制备及水中除氟性能研究[D]. 陈静娴.广东药科大学 2017
[10]壳聚糖衍生物的合成及其絮凝性能研究[D]. 刘爱玉.陕西科技大学 2017
本文编号：2976980
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