湖泊蓝藻浆加压沉淀浓缩技术研究

发布时间：2017-10-15 19:37

  本文关键词：湖泊蓝藻浆加压沉淀浓缩技术研究

  更多相关文章： 加压 自然沉淀 混凝沉淀 浓缩 脱水

【摘要】：为了提高蓝藻浆浓缩效率,降低能耗,采用外加压力压破蓝藻气囊,使蓝藻失去气囊浮力易于沉淀分离。本文主要关注并研究了蓝藻加压后自然沉淀浓缩效果以及压实高度和压实时间对藻泥水率的影响、蓝藻加压后混凝沉淀浓缩效果以及藻泥离心脱水参数优化,并在此基础上进行加压混凝沉淀浓缩湖泊蓝藻工艺动态试验,从而得到一种安全、高效、经济的蓝藻水分离处理工艺。主要研究结果如下：(1)加压蓝藻浆自然沉淀时,含水率大于99.3%时能沉淀,含水率小于99.3%时呈粘稠状,不能沉淀。含水率为大于99.3%的加压藻浆在沉淀柱中的拥挤沉淀速度介于0.48m/h-1.22m/h之间,藻浆浓度越大沉淀速度越小。沉淀后上清液的浊度在66-230NTU之间,叶绿素a浓度在202-943mg/m~3。对上清液进行混凝沉淀处理,当混凝剂投加量为50mg/L时,出水浊度降低到6.69-50NTU之间,叶绿素a降低到30.5～170mg/m~3之间。加压蓝藻浆自然沉降后含水率为98.1%%-98.3%%之间,两种浓度的藻泥沉降12h后含水率分别只下降了0.314%和0.204%,可见时间对自然沉淀下来的藻泥含水率的影响不明显。藻泥高度相差80cm,藻泥的含水率降低了0.806%,藻泥的浓缩倍数从1.58提高到2.93,沉淀高度对藻泥的含水率影响很明显。藻类自然沉淀分离浓缩的沉速慢,出水差,需要二级处理,工序多,整体藻水分离效率低。(2)加压蓝藻浆混凝沉淀速度明显大于自然沉淀速度,含水率99.4%的加压藻浆自然沉降速度0.65m/h,混凝沉淀的沉降速度最大达到2.24m/h,沉淀速度提高了3.45倍。混凝沉降藻浆上清液的浊度为13.3NTU,叶绿素a为64.8mg/L。静态混凝沉淀实验的混凝剂和助凝剂投加量的优化,选定PAC最佳投加量为干藻质量的1/20,PAM的最佳投加量为干藻质量的1/1500。且最佳投加量适合于处理含水率大于99%的原藻浆。(3)离心机对藻泥进行脱水,综合离心能耗和脱水效果,选择最佳离心转速为3000r/min,离心时间为30 min,脱水后藻泥含水率为90.60%。(4)以静态实验结果为基础进行动态试验,动态实验优化的PAC和PAM最佳投加量与静态实验结果相似,PAC和PAM的最佳投加量为藻干重的1/20和1/1500。含水率为99.4%的藻浆处理后出水浊度为1.95NTU,叶绿素a为6.71mg/m~3,藻泥含水率为96.57%,藻浓缩了5.8倍。(5)动态试验中,当原藻浆含水率小于99%时,混凝后藻浆呈粘稠状,不能沉淀,因此混凝沉淀适合于处理含水率不小于99%的藻浆。当藻浆浓度过高时,可将出水回流到原藻浆稀释。对于高浓度原藻浆(含水率99%),当PAC投加量与干藻质量增加到1/20时,出水的浊度和叶绿素a变化很明显,出水浊度降到了4.61NTU,叶绿素a降到了9.78mg/m~3,与低浓度效果相比略差,所以原藻浆浓度增加时应适当增加投药量,以保证藻水分离效果。(6)当进水流量从6m~3/h增加到9m~3/h,反应时间从13min减少9min、沉淀区停留时间从55min缩短为37min,出水浊度和叶绿素a变化不明显,浊度保持在1-4NTU,叶绿素a在8mg/m~3以内,而进水流量增加到10m~3/h,反应时间减小为7min,沉淀区停留时间缩短为32min时,浊度增加到6.68NTU,叶绿素a增加到12.49mg/m~3。而随着原藻浆进水流量的增加,藻泥的含水率逐步降低,含水率最低能降到96.29%。(7)藻液加压工艺能耗0.008kw·h/m~3,总耗能成本0.055元／m~3,而现有高速旋转破气囊工艺总耗能成本的0.658元／m~3。药耗费用相似,加压沉淀工艺比现有沉淀工艺降低处理成本0.604元/m~3。
【关键词】：加压 自然沉淀 混凝沉淀 浓缩 脱水
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国内外清除蓝藻的研究和现状11-13
• 1.2.2 藻水分离工艺研究现状13-16
• 1.3 研究目标与内容16-19
• 1.3.1 研究目标16
• 1.3.2 研究内容16-19
• 2 加压后蓝藻自然沉淀浓缩技术研究19-28
• 2.1 研究目的19
• 2.2 材料与方法19-22
• 2.2.1 实验水样19
• 2.2.2 实验装置19-20
• 2.2.3 实验材料20
• 2.2.4 实验方法20-21
• 2.2.5 测试方法21-22
• 2.3 实验结果与分析22-26
• 2.3.1 原藻浆浓度对加压后藻类自然沉淀影响22-23
• 2.3.2 上清液混凝沉淀处理结果23-25
• 2.3.3 压实时间对藻泥含水率的影响25
• 2.3.4 压实高度对藻泥含水率的影响25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 加压后蓝藻混凝沉淀浓缩技术研究28-39
• 3.1 研究目的28
• 3.2 材料与方法28-30
• 3.2.1 实验水样28
• 3.2.2 实验装置28-29
• 3.2.3 实验材料29
• 3.2.4 实验方法29-30
• 3.2.5 测试方法30
• 3.3 实验结果与分析30-37
• 3.3.1 藻浆加压混凝沉淀速度的测定结果30-33
• 3.3.2 PAC投加量对浓缩效果的影响33-34
• 3.3.3 PAM投加量对浓缩效果的影响34-35
• 3.3.4 藻液浓度对浓缩效果的影响35-36
• 3.3.5 藻泥离心机离心脱水实验结果分析36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 4 加压后蓝藻混凝沉淀浓缩动态试验研究39-49
• 4.1 研究目的39
• 4.2 材料与方法39-42
• 4.2.1 实验水样39
• 4.2.2 实验装置39-40
• 4.2.3 实验材料40
• 4.2.4 实验方法40-41
• 4.2.5 测试方法41-42
• 4.3 实验结果与分析42-47
• 4.3.1 PAC投加量对浓缩效果的影响42-43
• 4.3.2 PAM投加量对浓缩效果的影响43-44
• 4.3.3 PAC投加量对高浓度原藻浆浓缩效果的影响44-45
• 4.3.4 原藻浆进水流量对浓缩效果的影响45-46
• 4.3.5 加压工艺和机械高速旋转工艺的成本分析与比较46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 5 结论与建议49-51
• 5.1 结论49-50
• 5.2 建议50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-56

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本文编号：1038246