微污染原水強(qiáng)化混凝技術(shù)

前言

　　混凝是水質(zhì)凈化處理工藝中最主要的單元技術(shù)之一。它實(shí)際包括投藥混和、凝聚脫穩(wěn)、絮體聚集等過程，所以也通稱為凝聚或絮凝?；炷夹g(shù)往往用于水處理流程的始端，作為污染雜質(zhì)分離去除的前處理過程，但它的行為和質(zhì)量會(huì)影響到全工藝流程的操作和最終效果，而且混凝藥劑的使用消費(fèi)是水工業(yè)運(yùn)行成本的重要組成部分。因此，混凝過程的優(yōu)化和強(qiáng)化一直是水質(zhì)處理領(lǐng)域中十分受關(guān)注和持續(xù)研究發(fā)展的前沿課題?！　?yōu)化混凝或強(qiáng)化混凝并沒有嚴(yán)格區(qū)分的定義和統(tǒng)一公認(rèn)的內(nèi)涵。我所理解的傳統(tǒng)觀念中，混凝的優(yōu)化是針對(duì)不同水質(zhì)以最低的藥劑用量達(dá)到最佳的凈化效果。其中包括混凝劑和助凝劑的配置選用，投加及混和的操作方式和程序，絮體成長(zhǎng)的條件和設(shè)施等諸多方面的運(yùn)用和改進(jìn)。這實(shí)際正是固有混凝技術(shù)研究和創(chuàng)新的一貫追求和最終目標(biāo)。后來發(fā)展的混凝的強(qiáng)化則是在常用的混凝技術(shù)外，再附加若干其他技術(shù)，如有機(jī)污染物的氧化降解，超聲波、高磁場(chǎng)的應(yīng)用，投藥系統(tǒng)的自動(dòng)化、程序化等，用來提高混凝過程的效率或應(yīng)對(duì)特殊難處理的原水水質(zhì)。當(dāng)然，在水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)廣泛利用現(xiàn)代科技新進(jìn)展的歷程中，再嚴(yán)格區(qū)分優(yōu)化和強(qiáng)化的概念似是屬于咬文嚼字或許沒有必要，一切能夠提高混凝技術(shù)常見功效的措施都可稱之為優(yōu)化或強(qiáng)化。不過，在實(shí)用中提高混凝技術(shù)的核心價(jià)值仍然在于：最大限度地降低藥劑用量和技術(shù)費(fèi)用并切實(shí)達(dá)到預(yù)期最佳或可以接受的凈水效果?！　‖F(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和生活質(zhì)量的需求日益復(fù)雜和精細(xì)，水質(zhì)凈化的工藝也不斷改進(jìn)，在整個(gè)流程中混凝技術(shù)的強(qiáng)化顯然會(huì)首當(dāng)其沖。歸納起來，在以下方面對(duì)混凝技術(shù)不斷提出更高的要求：①水源包括地面水和地下水的污染不斷加重，污染物種類及形態(tài)更趨多樣化，對(duì)飲用水、工業(yè)用水和廢水排放的水質(zhì)要求隨之提高。從而要求混凝過程發(fā)揮更多的功能，由傳統(tǒng)的顆粒物擴(kuò)展到廣義顆粒物，包括溶膠、高分子以及有機(jī)和生物大分子甚至溶解有機(jī)物。②傳統(tǒng)的濁度和色度的內(nèi)涵有根本變化，不再限于感觀指標(biāo)。濁度標(biāo)準(zhǔn)的日益提高說明它實(shí)際代表著微細(xì)顆粒物吸附濃集的各種痕量污染物。色度反映的除溶解性天然有機(jī)物外，還有多種工業(yè)化學(xué)品的光學(xué)效應(yīng)。③水質(zhì)處理其他分離或轉(zhuǎn)化技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新對(duì)其前處理混凝技術(shù)提出不同的更高要求，例如，沉淀、澄清、過濾以及消毒等傳統(tǒng)工藝過程的形式結(jié)構(gòu)有所變換，高級(jí)氧化、膜分離、氣浮、污泥濃縮、污染水體修復(fù)等方面的新技術(shù)開發(fā)，都要求混凝環(huán)節(jié)與之密切適應(yīng)配合。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹了近年來水體有機(jī)物的強(qiáng)化混凝處理技術(shù)及其研究進(jìn)展，分別對(duì)混凝研究現(xiàn)狀、水質(zhì)問題與微污染特征進(jìn)行了概括性分析和探討。針對(duì)混凝劑和混凝作用機(jī)制著重探討了優(yōu)勢(shì)混凝形態(tài)的物化特性、表征技術(shù)與作用機(jī)制；結(jié)合典型微污染原水，從混凝劑的優(yōu)化篩選、混凝劑作用效能的強(qiáng)化、混凝工藝過程的強(qiáng)化、絮體形態(tài)結(jié)構(gòu)控制與混凝工藝監(jiān)控等多個(gè)角度對(duì)強(qiáng)化混凝工藝進(jìn)行了系統(tǒng)介紹；最后根據(jù)IPF的基礎(chǔ)理論研究和工程實(shí)踐，在高效絮凝集成系統(tǒng)（FRD）基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了以復(fù)合型IPF為核心的工藝集成系統(tǒng)的研究，并對(duì)強(qiáng)化/優(yōu)化混凝技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了論述。    本書適合從事水處理行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理的技術(shù)人員參考，同時(shí)也可用作給排水、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)高等院校師生的參考用書。

書籍目錄

序前言第1章　強(qiáng)化混凝概論  1.1　混凝：概念、定義與范疇    1.1.1　混凝基本概念    1.1.2　混凝研究概況    1.1.3　混凝評(píng)估方法體系與操作規(guī)范  1.2　水質(zhì)問題與水質(zhì)安全    1.2.1  水質(zhì)問題    1.2.2　水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程    1.2.3　飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)    1.2.4　水質(zhì)安全保障、管理與計(jì)劃  1.3　強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝    1.3.1  消毒副產(chǎn)物與控制標(biāo)準(zhǔn)    1.3.2　工藝研究與進(jìn)展    1.3.3　混凝劑的研究與進(jìn)展  參考文獻(xiàn)第2章　原水水質(zhì)特征  2.1　流域水質(zhì)變化特征    2.1.1　河流水質(zhì)原理    2.1.2　河流水質(zhì)變化趨勢(shì)    2.1.3　河流水質(zhì)監(jiān)控分析  2.2　水體污染物及其賦存特征    2.2.1　微污染水質(zhì)概況    2.2.2　水體顆粒物    2.2.3　水體有機(jī)物    2.2.4　水體無機(jī)物  2.3　典型區(qū)域原水水質(zhì)特征    2.3.1　典型北方水廠原水水質(zhì)變化    2.3.2　典型南方水廠原水水質(zhì)變化  參考文獻(xiàn)第3章　微污染水體有機(jī)物及其去除特征  3.1　微污染水體DOM的分析表征    3.1.1  AOM分級(jí)表征的重要性與技術(shù)概況    3.1.2　化學(xué)分級(jí)表征    3.1.3　物理分級(jí)表征  3.2　有機(jī)物分級(jí)方法的改進(jìn)與操作    3.2.1　化學(xué)分級(jí)方法的改進(jìn)    3.2.2　物理分級(jí)參數(shù)的確定  3.3  典型水體DOM的分級(jí)表征    3.3.1　化學(xué)分級(jí)表征    3.3.2　分子質(zhì)量分級(jí)表征    3.3.3　各組分suVA和sTHMFP的關(guān)系    3.3.4　物理化學(xué)結(jié)合：DOM分級(jí)  3.4　DOM去除機(jī)制的分級(jí)研究    3.4.1  不同水體DOM的混凝去除率    3.4.2　分級(jí)組分的混凝去除特征及相互關(guān)系    3.4.3　結(jié)合分級(jí)方法對(duì)DOM混凝去除過程  3.5　水廠工藝對(duì)DOM的去除特征    3.5.1　常規(guī)處理工藝    3.5.2　強(qiáng)化處理工藝  參考文獻(xiàn)第4章  優(yōu)勢(shì)混凝形態(tài)表征與作用機(jī)制  4.1　高效混凝劑研究概況  4.2　優(yōu)勢(shì)混凝形態(tài)研究與進(jìn)展    4.2.1  鋁（Ⅲ）水解化學(xué)概論    4.2.2　Al13的形成機(jī)制    4.2.3  Al13形成的影響因素    4.2.4　形態(tài)鑒定方法  4.3  Ferron法的優(yōu)化解析及k值判據(jù)    4.3.1　優(yōu)化解析方程的建立    4.3.2　鋁形態(tài)的反應(yīng)k值    4.3.3　改進(jìn)Ferron法-k值判據(jù)    4.3.4　NMR法與Ferron法-k值判據(jù)法的比較　……第5章　混凝劑的優(yōu)化與篩選第6章　典型微污染水的強(qiáng)化混凝第7章　混凝過程強(qiáng)化與控制第8章　混凝工藝的優(yōu)化集成參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　強(qiáng)化混凝概論　　混凝現(xiàn)象是自然界與人工強(qiáng)化水處理體系中普遍存在的現(xiàn)象之一。在天然水體中，混凝過程是水質(zhì)轉(zhuǎn)化中十分顯著的影響因素，對(duì)水體顆粒物及有害/有毒物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化與歸宿起著十分重要的作用。作為水與廢水處理的重要方法之一，混凝技術(shù)廣泛地應(yīng)用于各種水處理工藝流程之中，決定著后續(xù)流程的運(yùn)行工況以及最終出水質(zhì)量與成本費(fèi)用，因而成為環(huán)境工程的重要科技研究開發(fā)領(lǐng)域，在我國(guó)水處理高新技術(shù)的發(fā)展中占有重要地位。與此同時(shí)，隨著人類生存環(huán)境的惡化，水資源問題成為我國(guó)21世紀(jì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中僅次于人口的第二大難題。在其互為因果、辯證相關(guān)的水量與水質(zhì)兩方面中，由于水環(huán)境污染的加劇，水質(zhì)問題尤顯突出和嚴(yán)峻。混凝技術(shù)作為其中被廣泛應(yīng)用的重要水處理方法，在凈化提高水質(zhì)從而增加有效水量中起著關(guān)鍵作用，成為解決整個(gè)水污染問題的十分重要的環(huán)節(jié)之一。　　隨著環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重以及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，常規(guī)混凝技術(shù)已經(jīng)不能很好地滿足人們對(duì)水質(zhì)安全的要求。尤其由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，而環(huán)保措施普遍不足，水安全問題近年來陡顯突出。保護(hù)水源，發(fā)展、完善水安全保障技術(shù)顯得十分迫切。強(qiáng)化/優(yōu)化混凝在現(xiàn)有的水處理工藝設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與提高，同時(shí)兼顧前、后續(xù)工藝流程的運(yùn)行工況，使水與廢水達(dá)到深度處理的效果。因此，大力發(fā)展強(qiáng)化/優(yōu)化混凝技術(shù)，并加以重點(diǎn)研究，有助于進(jìn)一步完善我國(guó)的水處理工藝技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)水工業(yè)的發(fā)展。

編輯推薦

　　適合從事水處理行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理的技術(shù)人員參考，同時(shí)也可用作給排水、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)高等院校師生的參考用書。

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