扬水曝气强化活性炭原位应急组合技术模拟实验研究

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针对目前水库、湖泊等水源水体频频发生的水质突发污染事件的现状,本课题首次将扬水曝气技术和活性炭吸附技术有机结合,充分发挥二者的功能实现优势互补,旨在解决水库湖泊等水源水体的突发性污染和周期性高强度污染的原位应急修复问题,使污染物能够在水源地被有效去除,净化水库水质。本文根据扬水曝气强化活性炭原位改善组合技术原理构建了模拟扬水曝气条件下的强化活性炭吸附技术实验系统,主要进行了以下几方面的研究内容:(1)实验模拟系统的设计、组装和运行;(2)实验系统中活性炭的悬浮流化状态(3)实验系统对苯胺污染物的吸附去除效果;(4)实验系统对腐殖酸污染物的吸附去除效果。通过炭型比选及结合扬水曝气强化活性炭原位应急改善装置的实际特殊性,选择30型煤质柱状活性炭作为实验用炭。在模拟实验装置条件下单独利用气体所能实现的活性炭流化状态不是很理想,需要进一步加以改进。在苯胺初始浓度为2.0mg/L条件下,模拟实验系统对水体中的苯胺污染物的吸附去除效果较好,运行3小时后去除率能够达到85.9%,运行10个小时后去除率达到94.4%,达到了地表水饮用标准所规定的0.1mg/L的限值。模拟实验系统在吸附因腐殖酸污染的水体时,运行2小时后对CODMn、UV254、UV410及色度的去除率分别为9.0%、12.5%、9.5%、10.9%,运行4小时后对其的去除率分别为18.1%、26.7%、19.1%、20.2%,运行14小时后对其的去除率为28.6%、49.2%、33.3%、22.9%。总的来看,实验系统对水体中CODMn、UV254、UV410及色度的去除效果不是很理想,需要配合其它技术才能提高其去除效果。同时,在两种有机污染物的实验条件下发现模拟实验系统中的空气量、提水量、炭层厚度、初始浓度、循环次数对实验系统的去除效果有一定的影响,当发生高强度或突发性污染物时,适当地提高提水量和炭层厚度及循环次数能够增强系统的去除效果。在模拟实验系统中还研究了化学氧化与强化活性炭原位吸附技术共同作用下的去除效果,发现高锰酸钾的预氧化作用对强化活性炭原位应急组合技术吸附苯胺污染物的去除效果不是很明显,但对腐殖酸污染的水质去除效果有所提升。扬水曝气强化活性炭原位应急组合技术可以有效地从源头控制污染物,为解决水库、湖泊等水源水体的突发性污染提供了技术支撑,是一种具有发展潜力的水源水质原位应急改善处理技术,也必将在我国水源水库水质改善和饮用水安全保障领域发挥重要的作用。
摘要第4-6页
Abstract第6-7页
1 绪论第10-26页
    1.1 我国水资源现状第10-12页
    1.2 湖泊、水库等水源水体面临的突出问题及应对策略第12-17页
        1.2.1 湖泊、水库等水源水体面临的突出问题第12-14页
        1.2.2 应对水源水污染的技术措施第14-17页
    1.3 强化活性炭吸附技术第17-20页
        1.3.1 活性炭对污染物的吸附机理第18页
        1.3.2 活性炭吸附技术在国内外饮用水处理中的研究现状第18-20页
    1.4 扬水曝气技术强化活性炭原位应急组合技术第20-24页
        1.4.1 扬水曝气技术介绍第20-22页
        1.4.2 扬水曝气强化活性炭原位应急组合技术原理第22-24页
    1.5 课题研究的目的、意义和内容第24-26页
        1.5.1 课题研究的目的和意义第24-25页
        1.5.2 课题研究的内容第25-26页
2 扬水曝气强化活性炭原位应急组合技术研究第26-32页
    2.1 扬水曝气强化活性炭原位应急组合技术模拟实验系统的设计第26-27页
    2.2 试验用炭的选定第27-28页
    2.3 系统装置中活性炭流化效果的试验研究第28-31页
        2.3.1 实验条件第29页
        2.3.2 实验现象及分析第29-31页
    2.4 本章小结第31-32页
3 模拟实验系统对苯胺的吸附试验研究第32-46页
    3.1 概述第32页
    3.2 实验目的及方法第32页
    3.3 测定方法第32-33页
    3.4 实验内容及分析第33-45页
        3.4.1 实验用炭的确定第33-35页
        3.4.2 系统对苯胺污染物的去除效果第35-36页
        3.4.3 影响因素分析第36-45页
    3.5 本章小结第45-46页
4 模拟实验系统对腐殖酸的吸附试验研究第46-59页
    4.1 概述第46页
    4.2 实验目的第46-47页
    4.3 实验条件第47页
    4.4 实验指标的选取及测定第47-48页
    4.5 实验内容及分析第48-57页
        4.5.1 系统对腐殖酸污染的去除效果第48-51页
        4.5.2 影响因素分析第51-57页
    4.6 本章小结第57-59页
5 化学预氧化与强化活性炭吸附联用对有机污染物的去除效果研究第59-64页
    5.1 概述第59页
    5.2 实验目的第59-60页
    5.3 实验条件和方法第60页
    5.4 实验结果及分析第60-63页
        5.4.1 高锰酸钾与强活性炭联用对苯胺污染物的去除效果第60-61页
        5.4.2 化学氧化与强活性炭联用对腐殖质污染物的去除效果第61-63页
    5.5 本章小结第63-64页
6 结论和建议第64-66页
    6.1 结论第64页
    6.2 建议第64-66页
致谢第66-67页
参考文献第67-71页
攻读硕士期间发表的学术论文第71页
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