混凝设计实验方案

微污染水源混凝实验设计

班级：学号：姓名：汤楠

1、微污染水源

基本概念

微污染水源水是指受到有机物污染,部分项目的指标超过卫生标准.这类水中所含的污染物种类较多、性质较复杂,但浓度比较低.

1.1造成微污染水源的原因

（1）微污染水源水的水质主要受排入的工业废水和生活污水影响,在江河水源上表

现为氨氮、总磷、色度、有机物等含量超标。在湖泊水库水源上,表现为水库和湖泊水体

的富营养化,并在一定时期藻类滋生,造成水质恶化,腐烂时腥臭逼人。

（2）水中溶解性有机物大量增加,特别是自来水出厂水、管网水经常于春末夏初、

夏秋之交出现明显异味,氯耗季节性猛增。水中有机物多带负电,增大了混凝剂和消毒剂投量,同时使管壁腐蚀和管网寿命降低。

（3）2002年国家卫生部颁布的《生活饮用水卫生规范》,提出了更高的水质标准。

而目前已发现的一些有害微生物较难去除,如贾第氏鞭毛虫、隐抱子虫、军团细菌、病

毒等。

（4）内分泌干扰物质（又称环境荷尔蒙）的去除效率不高,这些化学品不仅具有“三

致”作用,还会严重千扰人类和动物的生殖功能。

1.2 微污染水源的处理方法

针对微污染水源水的处理问题,国内外进行了大量的研究和实践。在饮用水常规处

理工艺的基础上,人们又研发了多种新的工艺和技术,归纳起来主要有预处理技术、

深度处理技术和强化传统处理技术。

预处理技术

预处理技术是指在常规处理工艺前面,采用适当物理、化学和生物的处理方法,对

水中的污染物进行初级去除,同时可以使常规处理更好地发挥作用,减轻常规处理和深

度处理的负担,发挥水处理工艺整体作用,提高对污染物的去除效果,改善和提高饮用

水水质。常用的预处理技术主要有生物预处理技术、吸附预处理技术和化学氧化法。

深度处理技术

深度处理工艺通常是在常规处理工艺以后,采用适当的处理方法,将常规处理不能

有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除。主要包括膜分离处理技术、臭氧活

性炭联用深度处理技术、生物活性炭深度处理技术、光催化氧化技术等。

强化传统处理技术

强化混凝

强化混凝是向水源水中投加过量的混凝剂并控制一定的值,从而使常规处理中

天然有机物的去除效果得到提高,最大限度地去除消毒副产物的前体物

,使饮用水消毒副产物符合饮用水水质标准的方法。随着给水技术的不断发

展和人们对饮用水水质要求的不断提高,各种新型高效的常规工艺净化技术随之诞生,

从不同程度上优化和强化了常规处理的功能,提高了常规工艺的净化效果。美国环境保护局认为强化混凝是控制天然有机物的最佳方案之一。

强化沉淀

强化沉淀是指在传统的沉淀分离水处理工艺的基础上,采用新的强化沉淀技术,主

要针对改善沉淀水流流态,减小沉降距离,缩短沉淀时间,大幅度提高沉淀效率。当水

进入沉淀区后,通过自上而下浓缩絮凝的过程,实现对原水中的有机物的连续性网捕、

卷扫、吸附、共沉等系列的综合净化,以达到强化沉淀工艺处理微污染水的目的。

强化过滤

强化过滤是在不预加氯的情况下,在滤料表面培养繁殖微生物,利用微生物的新陈

代谢作用去除水中的有机物。常用的方法是活性滤池,它是在不增加任何设施的情况下

在普通滤池石英砂的表面培养附着的生物膜,用于处理微污染水源水。该工艺是处理微

污染水源水的一种新途径。

此外还有一些新型的组合处理工艺,如臭氧、沸石、活性炭的组合工艺可充分利用

沸石的交换能力及生物活性炭对氨氮的去除能力。微絮凝直接过滤工艺可以省去常规处

理工艺中混凝一沉淀一过滤一投氯消毒的混凝和沉淀,同时以普通石英砂滤料替代活性

炭滤料,可以使微污染水的处理成本得到大大降低。

2、正交实验

2.1 正交实验概念

正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果，这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点，利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。

2.2 正交实验设计

正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。

3、微污染混凝实验方案设计

3.1 单因素实验

3.1.1 混凝剂种类

在不改变原水条件下,选取混凝剂三氯化铁、硫酸铝川,、聚合铝铁分别进行烧杯实验。经400r/min下搅拌1min,100r/min下搅拌4min,60r/min下搅拌,静止沉淀15min后取样测其COD Mn。去除率、UV254去除率及出水浊度。

3.1.2 混凝剂投量（ml）

(1)三氯化铁

图：三氧化铁混凝效果

由图的数据可以得出：三氯化铁投加量对有机物的去除有很大影响,且随着投加量的增加,有机物去除率逐渐提高,当投加量超过80mg/L后,再增加三氯化铁投加量,有机物去除率基本保持不变。而对于浊度,当三氯化铁投药量在10mg/L—60mg/L时随着投药量的增加,出水浊度值一直呈明显下降的趋势,说明投药量增加对浊度有很好的去除效果,当投加量超过60mg/L,出水浊度略微升高,但无太大波动。综合考虑经济与效率原因,取最佳投加量为80mg/L。