微污染原水強化混凝技術

前言

　　混凝是水質(zhì)凈化處理工藝中最主要的單元技術之一。它實際包括投藥混和、凝聚脫穩(wěn)、絮體聚集等過程，所以也通稱為凝聚或絮凝。混凝技術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是水工業(yè)運行成本的重要組成部分。因此，混凝過程的優(yōu)化和強化一直是水質(zhì)處理領域中十分受關注和持續(xù)研究發(fā)展的前沿課題?！　?yōu)化混凝或強化混凝并沒有嚴格區(qū)分的定義和統(tǒng)一公認的內(nèi)涵。我所理解的傳統(tǒng)觀念中，混凝的優(yōu)化是針對不同水質(zhì)以最低的藥劑用量達到最佳的凈化效果。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，絮體成長的條件和設施等諸多方面的運用和改進。這實際正是固有混凝技術研究和創(chuàng)新的一貫追求和最終目標。后來發(fā)展的混凝的強化則是在常用的混凝技術外，再附加若干其他技術，如有機污染物的氧化降解，超聲波、高磁場的應用，投藥系統(tǒng)的自動化、程序化等，用來提高混凝過程的效率或應對特殊難處理的原水水質(zhì)。當然，在水質(zhì)科學與技術廣泛利用現(xiàn)代科技新進展的歷程中，再嚴格區(qū)分優(yōu)化和強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常見功效的措施都可稱之為優(yōu)化或強化。不過，在實用中提高混凝技術的核心價值仍然在于：最大限度地降低藥劑用量和技術費用并切實達到預期最佳或可以接受的凈水效果?！　‖F(xiàn)代生產(chǎn)技術和生活質(zhì)量的需求日益復雜和精細，水質(zhì)凈化的工藝也不斷改進，在整個流程中混凝技術的強化顯然會首當其沖。歸納起來，在以下方面對混凝技術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)的顆粒物擴展到廣義顆粒物，包括溶膠、高分子以及有機和生物大分子甚至溶解有機物。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。濁度標準的日益提高說明它實際代表著微細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物外，還有多種工業(yè)化學品的光學效應。③水質(zhì)處理其他分離或轉(zhuǎn)化技術的改進和創(chuàng)新對其前處理混凝技術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)構有所變換，高級氧化、膜分離、氣浮、污泥濃縮、污染水體修復等方面的新技術開發(fā)，都要求混凝環(huán)節(jié)與之密切適應配合。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹了近年來水體有機物的強化混凝處理技術及其研究進展，分別對混凝研究現(xiàn)狀、水質(zhì)問題與微污染特征進行了概括性分析和探討。針對混凝劑和混凝作用機制著重探討了優(yōu)勢混凝形態(tài)的物化特性、表征技術與作用機制；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化、混凝工藝過程的強化、絮體形態(tài)結(jié)構控制與混凝工藝監(jiān)控等多個角度對強化混凝工藝進行了系統(tǒng)介紹；最后根據(jù)IPF的基礎理論研究和工程實踐，在高效絮凝集成系統(tǒng)（FRD）基礎上，進一步探討了以復合型IPF為核心的工藝集成系統(tǒng)的研究，并對強化/優(yōu)化混凝技術的發(fā)展方向進行了論述。    本書適合從事水處理行業(yè)的科研、設計與運行管理的技術人員參考，同時也可用作給排水、環(huán)境工程等相關專業(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)標準    1.2.4　水質(zhì)安全保障、管理與計劃  1.3　強化混凝與優(yōu)化混凝    1.3.1  消毒副產(chǎn)物與控制標準    1.3.2　工藝研究與進展    1.3.3　混凝劑的研究與進展  參考文獻第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    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　水體有機物    2.2.4　水體無機物  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  參考文獻第3章　微污染水體有機物及其去除特征  3.1　微污染水體DOM的分析表征    3.1.1  AOM分級表征的重要性與技術概況    3.1.2　化學分級表征    3.1.3　物理分級表征  3.2　有機物分級方法的改進與操作    3.2.1　化學分級方法的改進    3.2.2　物理分級參數(shù)的確定  3.3  典型水體DOM的分級表征    3.3.1　化學分級表征    3.3.2　分子質(zhì)量分級表征    3.3.3　各組分suVA和sTHMFP的關系    3.3.4　物理化學結(jié)合：DOM分級  3.4　DOM去除機制的分級研究    3.4.1  不同水體DOM的混凝去除率    3.4.2　分級組分的混凝去除特征及相互關系    3.4.3　結(jié)合分級方法對DOM混凝去除過程  3.5　水廠工藝對DOM的去除特征    3.5.1　常規(guī)處理工藝    3.5.2　強化處理工藝  參考文獻第4章  優(yōu)勢混凝形態(tài)表征與作用機制  4.1　高效混凝劑研究概況  4.2　優(yōu)勢混凝形態(tài)研究與進展    4.2.1  鋁（Ⅲ）水解化學概論    4.2.2　Al13的形成機制    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k值    4.3.3　改進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　典型微污染水的強化混凝第7章　混凝過程強化與控制第8章　混凝工藝的優(yōu)化集成參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　強化混凝概論　　混凝現(xiàn)象是自然界與人工強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，混凝技術廣泛地應用于各種水處理工藝流程之中，決定著后續(xù)流程的運行工況以及最終出水質(zhì)量與成本費用，因而成為環(huán)境工程的重要科技研究開發(fā)領域，在我國水處理高新技術的發(fā)展中占有重要地位。與此同時，隨著人類生存環(huán)境的惡化，水資源問題成為我國21世紀國民經(jīng)濟發(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)問題尤顯突出和嚴峻。混凝技術作為其中被廣泛應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鍵作用，成為解決整個水污染問題的十分重要的環(huán)節(jié)之一。　　隨著環(huán)境污染問題日趨嚴重以及水質(zhì)標準越來越嚴格，常規(guī)混凝技術已經(jīng)不能很好地滿足人們對水質(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。保護水源，發(fā)展、完善水安全保障技術顯得十分迫切。強化/優(yōu)化混凝在現(xiàn)有的水處理工藝設施基礎上進行改進與提高，同時兼顧前、后續(xù)工藝流程的運行工況，使水與廢水達到深度處理的效果。因此，大力發(fā)展強化/優(yōu)化混凝技術，并加以重點研究，有助于進一步完善我國的水處理工藝技術，推動我國水工業(yè)的發(fā)展。

編輯推薦

　　適合從事水處理行業(yè)的科研、設計與運行管理的技術人員參考，同時也可用作給排水、環(huán)境工程等相關專業(yè)高等院校師生的參考用書。

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