响应面法优化混凝处理高浊度黄河水

夏季西北地区暴雨过后附近高浊度山洪水流入黄河,导致黄河水受到轻微污染呈现微污染水质特性。为了进一步提高水中有机物、氨氮、浊度、UV_(254)的去除率,采用响应面软件中的Box-Behnken中心组合设计方法,考察了混凝剂投加量、搅拌时间、pH等各因素交互作用对混凝沉淀法去除水中浊度、高锰酸盐指数、氨氮、UV_(254)污染物的影响。研究建立了相关的二次多项式数学模型,以浊度、高锰酸盐指数、氨氮及UV_(254)去除率作为响应值,确定出最佳的混凝沉降反应参数。     

污水处理厂尾水强化混凝沉淀处理工艺

采用投加助凝剂(PAM)、臭氧、粉末活性炭三种强化混凝沉淀工艺处理污水处理厂尾水,通过监测分析尾水处理前后的水质变化,研究助凝剂、臭氧、粉末活性炭对混凝沉淀工艺的强化效果。研究结果表明,混凝剂和助凝剂投加量比值为100:1时,COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果明显提高,其中COD_(Cr)去除率比不投加助凝剂时提高将近15%。臭氧预氧化可以明显提高色度、氨氮、UV_(254)等指标的混凝去除效果,当投加5 mg/L的臭氧时,色度、UV_(254)的去除率比不投加臭氧时分别提升26.21%、17.89%。粉末活性炭不宜与混凝剂同时投加,混凝前30～60 min投加适量粉末活性炭(10～20 mg/L),可强化COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果。     

混凝气浮工艺净化城市富营养化河流水体的响应曲面法研究

采用混凝气浮工艺净化南方城市河流富营养化水体,基于响应曲面法考察了工艺条件的影响,并建立了藻类去除率数学模型。结果表明,非离子型PAM较阴离子型、阳离子型及两性离子型PAM对污染物的去除效果最好,且投加量最小;影响因子显著性顺序为PAC投加量回流比停留时间PAM投加量,PAC投加量与回流比的交互作用显著;数学模型回归性良好,预测最大藻类去除率为95.09%,优化反应条件组合:PAC投加量13.06 mg/L,非离子型PAM投加量0.45 mg/L,停留时间20 min及回流体积比16.10%,验证实验藻类实际去除率91.75%,略低于预测值(95.09%)。优化反应条件下混凝气浮机对氮、磷的去除效果也非常显著,且水处理费用较低,仅0.646元/m~3。     

常州段长江原水强化混凝处理工艺的中试试验

为了提高长江常州段原水的混凝处理效果,采用不同混凝剂和助凝剂对长江水进行强化混凝现场中试试验。结果表明,聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和明矾这3种混凝剂中,PAC对长江水的混凝效果最好,形成絮体大,沉降性能好。PAC最佳投加量为30 mg/L,浑浊度去除率为84.6%,UV_(254)去除率达43.1%,COD和DOC去除率也较高,三维荧光强度显著降低。当聚丙烯酰胺投加量为0.09 mg/L时,可以兼顾助凝效果和经济性,浑浊度去除率达87.2%,UV_(254)去除率达46.9%,三维荧光强度进一步降低。研究优化了长江水的强化混凝运行工况,对于指导实际水厂运行具有较好的参考意义。     

预氧化强化微涡流絮凝处理微污染水的优化

针对常规混凝工艺处理微污染水时存在的药剂成本高、出水水质不稳定等问题，对比研究了高锰酸钾、二氧化氯和过氧化氢强化混凝处理微污染水的效果，并采用响应面法(RSM)建立了浊度、UV₂₅₄及COD_Mn去除率与流量、混凝剂投加量及预氧化剂投加量间的二次回归模型，研究了各因素间的交互作用对预氧化-微涡流絮凝工艺处理微污染水的影响。结果表明：高锰酸钾在降低颗粒排斥力和去除有机污染物方面优于二氧化氯和过氧化氢；结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到最佳工艺参数如下：流量为6.5 m³/h(絮凝时间为15.7 min)、PAC投加量为20.8 mg/L、KMnO₄投加量为1.0 mg/L，此条件下浊度、UV₂₅₄、COD_Mn去除率分别为90.69%、69.26%、67.99%。优化后的工艺可为实际应用提供一定参考。     

硅藻土强化混凝处理城市河道水的试验研究

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,研究了硅藻土强化混凝处理城市河道水的效果,考察了硅藻土对PAC混凝去除水中浊度、有机物、磷的影响及对沉降性能的改善作用,并采用响应曲面法优化了水力条件。试验结果表明,硅藻土能强化PAC对水中污染物的混凝效果,浊度、DOC、TP去除率相较于未加硅藻土分别提高了12.8%、15.5%和10.7%。最优水力条件:快搅速度243 r/min,慢搅速度62 r/min。在此条件下,浊度、DOC、TP去除率均值分别为72.4%、66.9%、92.1%,与模型预测结果较为吻合。     

超滤与强化混凝及其联用技术处理微污染窖水

为了经济、高效的提高西北农村地区微污染窖水的水质,实验采用PAC/NPAM/木质粉末活性炭与超滤联用处理微污染窖水,考察了对浊度、氨氮、UV_(254)以及COD_(Mn)的去除效果以及对膜通量的变化研究,并且将其与单独超滤、3种强化混凝(PAC、PAC/NPAM、PAC/NPAM/木质粉末活性炭)进行对比,其结果表明:联用技术的去除效果较单独超滤与PAC/NPAM/木质粉末活性炭的去除效率都高,其中联用技术对氨氮、COD_(Mn)、UV_(254)的去除率分别为50.07%,63.05%和84.7%,而单独超滤的去除率为15.36%,23.50%,16.17%,PAC/NAPM/木质粉末活性炭联合投加的去除率为42.09%,50.47%,64.25%;同时,联用技术下的膜通量衰减速率比单独超滤的缓慢,其中混凝沉淀/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了36.24%,而在线混凝/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了42.23%,适用于农村微污染窖水的净化。     

高锰酸钾及高铁酸钾预氧化及A113对低温低浊水的混凝效果

针对宁夏宁东水厂冬季低温低浊水处理困难的问题,研究了高锰酸钾和高铁酸钾预氧化对混凝效果的影响以及提纯A113,在处理低温低浊水时的优势。结果表明在PAC投加量一定的情况下,高铁酸钾和高锰酸钾先于PAC投加对浊度和的去除效果最好,其次是同时投加,最次是二者后于PAC投加;高锰酸钾和高铁酸钾都有最优的投加量,投加量过多或者过少都会对混凝效果产生影响;pH对高锰酸钾和高铁酸钾预氧化具有重要的影响,酸性条件下高锰酸钾和高铁酸钾的预氧化效果较好;提纯的A113,在处理低温低浊水时混凝沉后水浊度较常规混凝剂有明显的降低（1NTU以下）。     

PAC、PFS混凝剂去除微污染水体中PCBs效果研究

以聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)为混凝剂,采用强化混凝的水处理方法,完成对低浊度微污染水体中多氯联苯(PCBs)的去除,考察了2种混凝剂的投加量、水样初始浊度、水样pH值以及水力条件等因素对PAC、 PFS混凝剂去除低浊度水体中PCBs的效果影响。研究得出,当PAC投加量为7 mL/L,水样初始浊度为62NTU,慢速搅拌时间为15 min, pH值为5.0时, PAC强化混凝效果最佳,其对水样中PCBs的去除率为68.42%～76.02%,剩余浊度为1.01 NTU;当PFS投加量为5.5 mL/L,水样初始浊度为62 NTU,慢速搅拌时间为15 min,p H值为6.5时, PFS强化混凝效果最佳,其对水样中PCBs的去除率为70.30%～77.52%,剩余浊度为4.14 NTU。研究得出, PAC、 PFS均能有效去除微污染水体中的PCBs,且与PAC相比, PFS的去除效果更佳。     

响应曲面法优化电絮凝去除微污染水中UV_(254)的研究

为提高铝基电絮凝净化微污染水的效果,实验采用响应曲面法(RSM)优化反应条件。采用单因素法筛选影响电絮凝去除UV_(254)的主效因子,并借助响应曲面法建立了以UV_(254)的去除率为响应值的二次回归模型,确定了电絮凝优化反应条件,即电流密度为1.59 m A/cm~2、原水p H为7.5、运行时间为45 min,此时UV_(254)的去除率达到最大值89.94%。通过验证实验得到的实际值和模型计算值相吻合,说明该回归模型准确可靠。     

在线混凝改善粉末活性炭-超滤工艺效能研究

通过在线投加混凝及粉末活性炭(PAC)处理,研究二者对超滤(UF)进水中有机物相对分子质量分布、亲疏水性的影响,考察在线混凝改善PAC-UF工艺对有机物去除效率和膜污染效能的影响及机理。结果表明,在线混凝和PAC对去除不同相对分子质量的有机物上存在协同互补作用,当PAC投加量仅为20 mg/L时,在线混凝+PACUF工艺的UV_(254)和DOC去除率为93.6%和69.7%。在线混凝和PAC对原水中亲水性有机物的去除效果较差,去除率小于40%,但是亲水性有机物组分的存在对膜污染的影响几乎可以忽略。当PAC投加仅为20 mg/L时,过滤周期末端膜比通量为0.86。在线混凝可以有效的改善PAC-UF工艺的有机物去除效果和膜污染程度,并可以显著的减低投炭量,利于实际工程运行。     

磁性离子交换树脂(MIEX~)去除原水中有机物的试验

太湖和阳澄湖是长三角地区两个较大的饮用水源地。文中选取COD_(Mn)和UV_(254)两个评价指标,考察磁性离子交换树脂(MIEX~)+聚合氯化铝(PAC)混凝的组合处理方法与单独PAC混凝在不同的通水倍率、PAC投加量条件下对太湖和阳澄湖水源水中有机物的去除效果。结果表明:与单独PAC混凝处理相比,经MIEX~+PAC混凝组合处理后,出水水质明显提高,混凝剂投加量降低75%;太湖原水COD_(Mn)去除率提高了21%,达到35%～40%,产水COD_(Mn)小于2.53 mg/L;阳澄湖原水COD_(Mn)去除率提高了14%,达到25%～30%,产水COD_(Mn)小于2.92 mg/L。MIEX~+PAC混凝组合处理方法提高了COD_(Mn)、UV_(254)的去除效率,提升了饮用水原水水质,在保障饮用水水质安全的同时,大幅降低了饮用水处理过程中混凝剂的使用量,节约了饮用水处理的成本,在水处理行业具有十分广阔的前景。     

高铁酸钾预氧化强化混凝工艺对污水深度处理效果的影响

以某污水厂出水为原水,高铁酸钾Fe(Ⅵ)和氯化铁Fe(Ⅲ)为预氧化剂和混凝剂,考察了NH4+-N、TOC、UV254、相对分子量分布和PO3-4-P参数的变化,分析了高铁酸钾预氧化对污水厂出水深度处理的影响.结果表明,单独铁盐混凝时,混凝剂投量为5 mg·L-1(以铁计),出水的TOC、UV254和PO3-4-P的去除率分别为31%、22%、40%:当投加 1mg·L-1高铁酸钾预氧化剂时,混凝后的出水TOC、UV254和PO3-4-P的去除率分别为39%、37%、47%;随着高铁酸钾投量的增加,去除率也有所增长.同时高铁酸钾预氧化使水中的NH+4-N也有部分升高.溶解态有机物分子质量分布表明,MT小于500的分子所占的百分比跟单独混凝时比较有很大一部分提高,证明高铁酸钾预氧化将原水中的大分子有机物氧化成小分子有机物,与此同时生成部分新生态的水合氧化铁,这些水合氧化铁由于其无定形状态和较小的粒径而具有很强的吸附能力,这就说明在总铁投量一定的情况下,高铁酸钾预氧化比单独混凝时对磷酸根的去除有一定的强化作用.     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

磁混凝去除黑臭水体的污染物特征与机理研究

采用磁混凝处理黑臭水体。结果表明,聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和磁种的优化投加量分别为70、1.5、1.5 mg/L,浊度、NH4+-N、TN、TP与COD的去除率分别为89.77%、9.02%、17.02%、50.45%与35.77%,COD的去除率比传统混凝提高了69.5%。废水中溶解性有机物(DOM)主要为蛋白质类、腐殖质类及微生物代谢产物(SMP),PAC水解产物的吸附和螯合作用是DOM去除的主要机理,且芳香性和共轭双键有机物去除效果较好。磁种投加显著提升SMP和腐殖质类DOM的去除,其关键作用是成为絮体形成的核心,提高絮体密实度、沉降性能、强度和再稳性能,显著强化混凝效果。     

Box-Behnken响应面法对夏季雨后窖水的PFS混凝处理工艺参数优化

为了优化PFS混凝工艺对西北农村地区用作饮用水的窖水的处理效果,采用Box-Behnken响应面法进行优化设计。以窖水中浑浊度、耗氧量(COD_(Mn)法)、氨氮含量作为指标,考察了pH、混凝剂PFS投加量、水温3个因素及各因素交互作用对混凝工艺去除窖水中浑浊度、耗氧量、氨氮的影响;建立了相关的二次多项数学模型,确定了最佳混凝工艺参数。结果表明:采用PFS混凝工艺处理窖水时,pH和PFS投加量的交互作用显著影响对浑浊度去除,pH和水温的交互作用显著影响对耗氧量和氨氮的去除;在最佳工艺参数水温为20.79℃、PFS投加量为10.02 mL、pH值为7.26的条件下,浑浊度、耗氧量和氨氮的去除率分别为98.6%、5.1%和16.4%。通过模型的验证,证实了Box-Behnken响应曲面法可有效地应用于优化夏季雨后窖水的PFS混凝处理工艺参数。     

投加PAC对HDMBR处理印染废水效果的影响

将动态膜技术与悬浮填料相结合构建HDMBR(复合式动态膜生物反应器),采用HDMBR工艺处理印染废水,比较了投加粉末活性炭(PAC)对印染废水处理效能的影响。结果表明,投加PAC的反应器复合式动态膜性能、对污染物去除效果更好。系统稳定运行时,投加和未投加PAC反应器分别标为反应器A和B。A反应器对COD、UV_(254)、色度和浊度的去除率分别为96.20%,88.92%,92.12%,94.81%,分别比B反应器高2.16%,4.66%,5.65%,3.04%。三维荧光光谱解析表明印染废水经HDMBR处理,废水中溶解性有机物(DOM)的荧光峰强度沿程逐渐减弱,投加PAC可强化对DOM的去除。     

利用响应面分析法优化低浓度城镇污水中有机质回收

厌氧动态膜分离反应器与聚合硫酸铁(PFS)混凝技术的组合工艺可用于分离污水中的有机质,实现污水资源化利用。实验考察了PFS投加量、反应体系pH、混凝时间与沉淀时间对污水浊度去除效果r1、溶解性有机物除去效果r2、氨氮去除效果r3以及正磷酸盐去除效果r4的影响,并采用响应面分析法进行条件优化。因素分析结果表明,PFS投加量对有机质与磷元素回收有显著正效应;酸性体系可强化浊度与溶解性有机质去除效果;混凝时间与沉淀时间对r2及r4影响较小。响应面优化预测的结果指明,当PFS投加剂量为133.85 mg/L,反应体系pH为6.0,混凝与沉淀时间分别为5 min和34 min时,生活污水浊度去除率可达77.6%,溶解性有机质去除率可达85.9%,SOP去除率可达94.7%。     

PAC-PPFC复合混凝预处理酮连氮法制肼废水

为加强混凝预处理酮连氮法制肼废水的处理效果,研发了以聚合氯化铝(PAC)-聚磷氯化铁(PPFC)复合混凝剂,以阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)为助凝剂的强化混凝工艺。通过单因素实验和响应曲面设计,探讨了强化混凝工艺预处理酮连氮法制肼废水参数。结果表明,COD和NH_4~+-N去除率影响先后顺序为废水pHPAC-PPFC投加量APAM投加量和PAC-PPFC投加量废水pHAPAM投加量,各影响因子之间存在一定的交互作用。当PACPPFC投加量2 g/L、APAM投加量6.3 mg/L、原水pH为9.0时,COD和氨氮的去除率分别达到32.64%和50.42%,与模型预测结果基本一致,表明了强化PAC-PPFC复合混凝工艺预处理制肼废水是可行的。