畢業(yè)論文(絮凝劑在污水處理中的實(shí)驗(yàn)研究)

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1、蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文1緒論1.1黃河水污染概況隨著黃河流域經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的急劇膨脹，廢污水排放量與日俱增，據(jù)統(tǒng)計(jì)：2O世紀(jì)7O年代初年廢水排放量為18.5億t，8O年代初為21.7億t，90年代初為32.6億t，2OO1年為41.35億t，到2O1O年達(dá)到65億t,黃河受納的廢水主要來(lái)自湟水、大黑河、汾河、渭河、洛河和大汶河等6條支流和干流的劉家峽至花園口河段，其中西寧、蘭州、銀川、包頭、呼和浩特、太原、寶雞、咸陽(yáng)、西安、洛陽(yáng)等城市河段集中了流域總量4O%的污水,監(jiān)測(cè)資料表明，黃河干流2O世紀(jì)

2、8O年代初水質(zhì)良好，9O%以上的河段水質(zhì)為國(guó)家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的I類和Ⅱ類，9O年代初水質(zhì)為I類和Ⅱ類的河段比例下降到63%,9O年代末水質(zhì)明顯惡化，I類和Ⅱ類的河長(zhǎng)僅占總河長(zhǎng)的39%，水質(zhì)劣于Ⅲ類(簡(jiǎn)稱超標(biāo))河長(zhǎng)占總河長(zhǎng)的比例達(dá)58%；200O年以后水質(zhì)急劇惡化，2OO3年超標(biāo)河長(zhǎng)達(dá)78.1%。《2004年黃河流域水資源質(zhì)量公報(bào)》顯示：干流32個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，65.6%的斷面水質(zhì)劣于Ⅲ類，其中Ⅳ類占4O.6%,V類占15.6%，劣V類占9.4%,嚴(yán)重污染區(qū)段主要分布在蘭州、石嘴山、包頭、潼關(guān)至

3、三門(mén)峽、小浪底至花園口等河段；主要支流51個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，76.5%的斷面水質(zhì)劣于Ⅲ類，其中Ⅳ,V類各占5.9%,劣V類占64.7%，渭河、汾河、蟒沁河等支流污染尤為嚴(yán)重；流域29個(gè)省界監(jiān)測(cè)斷面中，72.4%的斷面水質(zhì)劣于Ⅲ類，其中Ⅳ,V類分別占2O.7%和10.3%，劣V類占41.4%；70%的沿黃城市集中飲用水水源地不能滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。干、支流的主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮(NH3一N)，化學(xué)需氧量(C0D)，高錳酸鹽指數(shù)，生化需氧量(BOD5)，溶解氧(D0)，揮發(fā)酚、石油類、總磷、總鉛、總汞、總鎘等。

4、目前，流域內(nèi)僅有蘭州、包頭、呼和浩特、太原、西安等幾個(gè)大城市修建有城市污水處理廠，但是污水處理能力小、處理效率低，致使工業(yè)生產(chǎn)和生活所產(chǎn)生的大量廢污水未經(jīng)處理或處理不當(dāng)就直接排入黃河，加之農(nóng)用化學(xué)品(化肥、農(nóng)藥)的土壤滲漏和地表徑流，造成了黃河水體日益嚴(yán)重的污染[1]。1.2無(wú)機(jī)絮凝劑發(fā)展概述1.2.1絮凝劑的定義36蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文目前，在大量的科技文獻(xiàn)上，關(guān)于絮凝劑的提法和命名尚不統(tǒng)一。有的學(xué)者把絮凝劑稱為凝聚劑、聚凝劑，而有的學(xué)者把無(wú)機(jī)絮凝劑稱作混凝劑，把有機(jī)絮凝劑稱作絮凝劑。國(guó)外的學(xué)者用

5、coagulant來(lái)表示混凝劑，用flocculant來(lái)表示絮凝劑。盡管命名各不相同，但實(shí)際所指的物質(zhì)是相同的，其含義都是指的一種水處理藥劑，該藥劑投加到廢水中能使其產(chǎn)生絮狀物沉淀，使小顆粒的溶質(zhì)聚集成較大的顆粒，然后通過(guò)沉淀、過(guò)濾等分離介質(zhì)?；谶@一點(diǎn)，絮凝劑確切的定義為：凡是能使水溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物產(chǎn)生絮狀物沉淀的物質(zhì)都叫做絮凝劑。這樣一來(lái)，無(wú)論是有機(jī)藥劑還是無(wú)機(jī)藥劑，只要能起到絮凝作用，都叫做絮凝劑[2]。1.2.2無(wú)機(jī)絮凝劑的分類在生活污水和工業(yè)廢水處理工藝中，絮凝過(guò)程是應(yīng)用最普遍

6、的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。它決定著后續(xù)流程的運(yùn)行狀況，最終出水質(zhì)量和成本費(fèi)用。而無(wú)機(jī)絮凝劑則是絮凝技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵，由于其具有價(jià)廉、原料易得等優(yōu)點(diǎn)，從而在絮凝技術(shù)中占據(jù)重要的地位，以致得到廣泛的應(yīng)用[3~4]。無(wú)機(jī)絮凝劑按其分子量的大小，可分為無(wú)機(jī)低分子絮凝劑和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。無(wú)機(jī)低分子絮凝劑價(jià)格低、貨源充足、運(yùn)輸存儲(chǔ)方便，目前在工業(yè)水處理中占一定比例。但因其用量大、殘?jiān)?、效果差，故無(wú)機(jī)絮凝劑的發(fā)展已經(jīng)基本上完成了由低分子向高分子的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)常用的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑有聚合鋁類絮凝劑、聚合鐵類絮凝劑和活性硅酸類

7、絮凝劑以及復(fù)合絮凝劑四大類。（1）聚合鋁類絮凝劑聚合鋁水解產(chǎn)生的高價(jià)離子，形成各種類型的羥基多核絡(luò)合物。它們通過(guò)羥基式橋聯(lián)作用，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。其中OH-與Al3+（一般稱鹽基度或堿基度）的比值對(duì)絮凝效果影響很大。通常鹽基度越高，絮凝效果越強(qiáng)，但過(guò)高則本身易生成難溶的氫氧化鋁沉淀，導(dǎo)致絮凝效果降低。研究表明，鹽基度在75%～85%時(shí)最佳，此時(shí)絮凝體產(chǎn)生速度快、顆粒大而重，沉淀性能好。聚合鋁具有投藥量少、沉降速度快、顆粒密實(shí)、除濁，除色效果明顯等特點(diǎn)。在工業(yè)水處理中得到廣泛的應(yīng)用。值得注意的是鋁，尤其

8、是活性鋁，毒性較大，同時(shí)聚合鋁制備方法不完善，致使較多水解鋁的微細(xì)顆粒存在于溶液中，這在一定程度上限制了聚合鋁的使用。通過(guò)改善混凝反應(yīng)條件，延長(zhǎng)慢速混凝時(shí)間，能有效降低水中鋁的含量。（2）聚合鐵類絮凝劑聚合鐵是另一新型無(wú)機(jī)絮凝劑，絮凝機(jī)理與聚合鋁類似。其主要類型有聚硫酸鐵、聚氯化鐵、聚氯化硫酸鐵等等。總體來(lái)說(shuō)，聚合鐵需要較低的鹽基度，一般須將OH-/Fe3+36蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文比值控制在8%～15%。超出此范圍，鐵水解反應(yīng)突變，從高價(jià)聚合態(tài)羥基絡(luò)離子轉(zhuǎn)化成低價(jià)聚合