北方某净水厂排泥水强化混凝处理工艺研究

发布时间：2020-08-21 03:31

【摘要】：净水厂排泥水量约占水厂生产水量的3%~8%,水中含有大量的悬浮物质、胶体颗粒、泥沙以及铝盐混凝剂产生的金属氢氧化物等。我国北方地区冬季温度低,排泥水在调节池内呈胶体状,无法实现自然沉降,目前大部分水厂都是未经处理直接将其排入水体,不仅污染了附近的水体,还造成了水资源的浪费。针对我国北方地区净水厂冬季排泥水存在的问题,本文将强化混凝工艺应用于排泥水的处理,取得了理想的效果,实现了排泥水的再利用。首先采用静态烧杯实验考察了排泥水在调节池内的自然沉降性能。实验结果表明,M净水厂低温期排泥水实际浓度一般在0.1%~0.2%左右,在调节池内沉降速度接近于零,自然沉降性差。采用强化混凝工艺对排泥水进行处理,建立了排泥水混凝评价指标,并对强化混凝工艺条件进行了优化。研究表明,排泥水浊度与排泥水含固率、沉降比以及污泥的含固率之间具有良好的线性相关性,其R2均在0.95以上,水厂可以通过监测排泥水浊度实现对整个混凝工艺的控制。获得最佳的混凝工艺条件为:最佳的混凝剂为PAM#2,其投加量为20 mg/L,水温15℃,CaO投加量300 mg/L,水力条件为以220 rpm快速搅拌1 min,以60 rpm慢速搅拌10 min。在最佳的混凝工艺下,选取排泥水原水浊度和PAM投加量作为影响因素,研究其对混凝出水水质指标的影响。结果表明,排泥水原水浊度对于水中色度、有机物和氨氮含量有影响,对于浊度、铝、铁含量的变化无明显影响;PAM投加量对于水中浊度、色度、有机物和氨氮含量有影响,对于铝、铁含量的变化无明显影响。通过测定混凝出水ζ电位、污泥颗粒粒径和絮体形态,对强化混凝处理排泥水的作用机理进行了初步探讨。分析认为,投加絮凝剂PAM#2,排泥水混凝的主导机理是吸附架桥作用,强化混凝使污泥颗粒粒径由原排泥水平均粒径13.19μm提高到61.99μm,粒径明显增大,孔隙度增加。在生长-破碎-再形成的动态平衡中,絮体进入稳定生长状态,粒径不再增大,密度和强度逐渐增加,污泥沉降性和脱水性变好,达到理想的强化混凝效果。基于排泥水水质参数和用水水质指标,确定将排泥水混凝出水回用作为工业冷却水或城市杂用水,对排泥水混凝处理工艺进行了初步设计和技术经济分析。结果表明,排泥水混凝处理工艺具有较好的技术可行性,可广泛应用于我国北方地区净水厂排泥水处理;混凝处理工艺的药剂成本为0.64元/t,在当前水资源短缺的环境下,排泥水再利用具有良好的经济社会效益和环境效益。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703

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