论文总字数：33112字

摘 要

已有研究与应用成果表明，在饮用水处理过程中，生物预处理、化学预处理及长距离输水管网单元对后续处理工艺均有较好的促进作用。本实验针对太湖原水，采用不同的预处理组合工艺，考察春季的原水水质在预处理工艺各单元中的变化规律，分析水中颗粒物分布、颗粒Zeta电位、有机物组成等水质特征的变化及其对预处理效果影响的机制，优化预处理单元工艺参数。主要工艺组合：原水生物预处理后进长距离管道；原水化学预处理后进入长距离管道；原水经化学预处理后再经生物预处理，最后进入长距离管道；原水直接进入长距离管道。

本论文得出的主要结论如下：

（1） 原水经生物预处理后进长距离管道流量设为0.40m³/h时，COD_Mn去除率最佳为24.5%。流量设为0.60m³/h时，混凝效果达到最佳，浊度去除率为94.6%。

（2）原水化学预处理后进长距离管道，混凝效果在加次氯酸钠1.0mg/L时效果最佳，浊度去除率为89.5%，COD_Mn最佳去除率11.9%与生物预处理COD_Mn去除率11.4%相当。

（3）原水化学预处理后再生物预处理时的混凝效果同化学预处理在加药量为1.5mg/L时最佳，浊度去除率为88.4%；COD_Mn最佳去除率10.0%。

（4）原水直接进长距离管道，流量设置为1.00m³/h时，混凝效果最佳，浊度去除率为94.1%；流量设置为1.33m³/h，即长距离输水管道中端、长距离输水管道末端停留时间分别为1.62h、3.25h，COD_Mn去除率最佳为15.7%。

（5）太湖原水不同组合工艺预处理各单元出水中微颗粒数的对数和对应粒径的对数近似线性相关，满足理论公式lnn=-βlnD K。

（6）用浊度去除率判定混凝效果是否得到改善的方法，符合颗粒物分布函数中β值的变化规律对混凝效果的预测。

关键词：微污染原水；生物预处理；化学预处理；长距离管道；颗粒物；混凝

Optimization study on pretreatment process parameters of Taihu lake raw water bases on the improvement of coagulation effect

03212731 Ye Xia

Supervised by Professor Zhu Guangcan

Abstract

Existing research and application results show that biological pretreatment, chemical pretreatment and long distance water delivery pipe network will promote the subsequent treatment process in drinking water pretreatment. This experiment aims at Taihu lake raw water which inspects the variation of raw water quality in spring in the pretreatment process of each unit and analyses the particulate matter, zata electric potential and composition of organics, then optimizes process parameters. Major process combination: The raw water goes through the biological pretreatment, and then goes into the long distance pipeline; the raw water goes through the chemical pretreatment, and then goes into the long distance pipeline; raw water goes through the biological pretreatment, and then goes into the chemical pretreatment,finally comes into the long distance pipeline; raw water directly goes into the long distance pipeline.

The main conclusions of this paper are as follows:

(1)When the flow rate is set to 0.40m³/h, the optimum removal rate of COD_Mn is 24.5% in way of the raw water going through the biological pretreatment. The effect of coagulation reaches the best when the flow rate is set to 0.60m³/h, and the removal rate of turbidity is 94.6%.

(2) The effect of coagulation reaches the best when we add 1.0mg/L sodium hypochlorite in way of the raw water going through the chemical pretreatment and the turbidity removal rate is 89.5% and the best removal rate of COD_Mn is 11.9%.

(3) The effect of coagulation reaches the best when we add 1.5mg/L sodium hypochlorite in way of raw water going through the biological pretreatment ,and then coming into chemical pretreatment , the turbidity removal rate is 88.4% and the best removal rate of COD_Mn is10.0% .

(4) When the flow rate is set to 1.00m³/h, the effect of coagulation reaches the best, and the removal rate of turbidity is 94.1%. The best removal rate of COD_Mn is 15.7% when the flow rate is set to 1.33m³/h.

(5)The water in each unit of the different combination process to Taihu lake raw water’s pretreatment , in which the number of micro particles and the logarithm of the corresponding particle size of a linear relationship, to meet the theoretical formula lnn=-βlnD K.

Key words: Micro polluted raw water; biological pretreatment; chemical pretreatment ; long distance pipeline ;particulate matter; coagulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1国内饮用水水源现状 1

1.2我国饮用水水质标准 1

1.3本研究的目的和意义 1

1.4目前国内常见的原水预处理工艺 2

1.4.1 化学预氧化处理 2

1.4.2 生物法预处理 2

1.5 本课题主要研究内容与创新之处 2

第二章 实验材料与方法 4

2.1 药剂和材料 4

2.1.1 实验药剂 4

2.1.2 实验水样 4

2.1.3 实验仪器和设备 5

2.2 实验方法 5

2.2.1 采样点是设置 5

2.2.2 混凝实验方法 5

2.2.3 水质指标的测定 5

2.2.4 加药量的确定 8

第三章 不同工艺组合对太湖原水预处理及混凝效果的影响研究 9

3.1 原水生物预处理经长距离管道流程水质分析及对混凝效果影响研究 9

3.1.1 各停留时间水质指标分析及混凝效果研究 9

3.1.2 实验结果与分析 12

3.2 原水化学预处理经长距离管道流程水质分析及对混凝效果影响研究 18

3.2.1 不同加药量对水质指标分析及混凝效果研究 18

3.2.2 实验结果与分析 20

3.3 原水化学预处理 生物预处理经长距离管道流程水质分析及对混凝效果影响研究 25

3.3.1 不同加药量对水质指标分析及混凝效果研究 25

3.3.2 实验结果与分析 28

3.4 原水直接进长距离输水管道流程水质分析及对混凝效果影响研究 33

3.4.1 各停留时间水质指标分析及混凝效果研究 33

3.4.2 实验结果与分析 36

3.5 zata电位与混凝效果 41

3.6 碱度与混凝效果 43

第四章 结论与展望 44

4.1 结论 44

4.2 展望 44

参考文献 45

致谢 47

第一章 前言

1.1国内饮用水水源现状

我国水资源总量较丰富，居世界第六位，位于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚之后，约占全球河川径流总量的5.8%^[1]。但是，我国人口多，人均水资源量极少，是世界人均水量的1/4。人口按13亿计算我国人均水资源量为2154m³，预测到2030年，人口增加至16亿时人均水资源量将降到1760m^3[2]，用水总量将达到7000亿~8000亿m³/a，人均综合用水量将达到400~500m³/a。按照国际公认标准，人均低于3000m³为轻度缺水，低于2000m³为中度缺水，低于1000m³为重度缺水，低于500m³为极度缺水^[3]。由此，中国将进入中度缺水国家行列。

中国淡水资源贫乏，分布不均衡，南方多北方少，最为缺水地域最要在北方。随着我国高速发展的经济，环境污染日益严重，尤其是水体污染，不仅威胁居民的安全饮用水，同样可能造成生态环境恶化，使生物多样性减少，改变生态结构和功能。水源的污染是很多地区成为水质型缺水地区，优化原水预处理工艺具有重要意义。

1.2我国饮用水水质标准

随着经济的发展，人口的增加，不少地区水资源短缺，有的城市饮用水水源污染严重，居民生活饮用水安全受到威胁^[4]。为此，卫生部和国家标准化管理委员会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）^[5]。

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