二次凝聚法去除受污染原水有机物的研究
摘要
由于水源受到污染，水中的有机物、氨氮和硝酸盐氮、藻类及毒素、浮游动物等污染物的含量和种类不断增多，严重影响了饮用水水质。目前，国内针对此类微污染水水源常采用给水处理关键技术——混凝技术进行净化，但人们普遍使用的常规混凝净化工艺效果并不佳，尤其是对有机物。所以选择一种经济、高效的处理微污染水的混凝技术方案已经引起人们的高度重视。本研究通过改变加药方式即二次凝聚工艺来去除微污染原水中的有机物获得了较好的效果，二次凝聚工艺即在保持与常规凝聚加药量相同的情况下，将凝聚剂分两次投加到原水中进行净化处理的工艺。
通过大量实验发现，二次凝聚工艺较常规凝聚工艺在处理受污染原水TOC指标上提高20％以上，而这种优势存在于原水的一个低TOC浓度区间。现实生活中，这类低污染性质的原水需净化处理的市场空间是巨大的，因而，该工艺具有一定的现实意义。实验还对影响二次凝聚效果的因素，如凝聚剂种类、加药比例、加药浓度、PH值等进行了研究，找出了二次凝聚工艺的最佳控制条件，为该工艺的操作实施提供了控制参数。
本研究对二次凝聚优于常规凝聚的原因从电性中和、颗粒的有效碰撞等传统混凝机理及分形理论方面进行了探讨和分析，并实现了定性理论研究和定量理论分析的统一。
Since the contamination of the original water, the pollutant in the water such as organic substance, ammonia nitrogen, algae toxin, finally nitrate, pelagic microbe and so on, whose concentration and species are becoming higher and more, deteriorate the quality of drinking
water seriously. Nowadays, in china, a critical technology--coagulation technology that is
often presented to deal with this trace-contaminated water, whereas the effect of routine coagulation technology is not so well, especially the organic substance is more ineffective. Therefore, choosing an economic and effective coagulation technology to deal with the trace-contaminated water is more and more noticeable. In the study, the author changes the way of adding coagulation, which is called secondary coagulation technology to remove the organic substance of trace- contaminated original water. In fact, it is more effective. So-called secondary coagulation technology is that in the light of keeping the dosage as the routine one, add the coagulation for two times to the original water.
Based on a lot of experiment, it is found that the secondary coagulation technology improves the guideline of the TOC of contaminated original water by routine one by 20%, whereas the advantage exists in a low concentration of TOC of original water. In our realistic lives, the market which to clarify the trace-contaminated original water is great. Therefore, the technology has practical significance in practice. The factors that impact the effect of secondary coagulation are investigated, such as the species of coagulant, the proportion and concentration of adding coagulant, PH and so on, and the author finds out the optimal conditions and provide the control parameters for engineering practice.
In the study, the author questions and analyzes why the secondary coagulation has the advantages on the fractal theory and traditional coagulation mechanisms, such as charge neutralization and effective collision of the particle and so on, and combine the theory of quality research and quantity analysis.
通过大量实验发现，二次凝聚工艺较常规凝聚工艺在处理受污染原水TOC指标上提高20％以上，而这种优势存在于原水的一个低TOC浓度区间。现实生活中，这类低污染性质的原水需净化处理的市场空间是巨大的，因而，该工艺具有一定的现实意义。实验还对影响二次凝聚效果的因素，如凝聚剂种类、加药比例、加药浓度、PH值等进行了研究，找出了二次凝聚工艺的最佳控制条件，为该工艺的操作实施提供了控制参数。
本研究对二次凝聚优于常规凝聚的原因从电性中和、颗粒的有效碰撞等传统混凝机理及分形理论方面进行了探讨和分析，并实现了定性理论研究和定量理论分析的统一。
Since the contamination of the original water, the pollutant in the water such as organic substance, ammonia nitrogen, algae toxin, finally nitrate, pelagic microbe and so on, whose concentration and species are becoming higher and more, deteriorate the quality of drinking
water seriously. Nowadays, in china, a critical technology--coagulation technology that is
often presented to deal with this trace-contaminated water, whereas the effect of routine coagulation technology is not so well, especially the organic substance is more ineffective. Therefore, choosing an economic and effective coagulation technology to deal with the trace-contaminated water is more and more noticeable. In the study, the author changes the way of adding coagulation, which is called secondary coagulation technology to remove the organic substance of trace- contaminated original water. In fact, it is more effective. So-called secondary coagulation technology is that in the light of keeping the dosage as the routine one, add the coagulation for two times to the original water.
Based on a lot of experiment, it is found that the secondary coagulation technology improves the guideline of the TOC of contaminated original water by routine one by 20%, whereas the advantage exists in a low concentration of TOC of original water. In our realistic lives, the market which to clarify the trace-contaminated original water is great. Therefore, the technology has practical significance in practice. The factors that impact the effect of secondary coagulation are investigated, such as the species of coagulant, the proportion and concentration of adding coagulant, PH and so on, and the author finds out the optimal conditions and provide the control parameters for engineering practice.
In the study, the author questions and analyzes why the secondary coagulation has the advantages on the fractal theory and traditional coagulation mechanisms, such as charge neutralization and effective collision of the particle and so on, and combine the theory of quality research and quantity analysis.
引文
[1]胡万里编著 混凝·混凝剂·混凝设备 化学工业出版社 2001．4
[2]高湘主编 给水工程技术及王程实例 化学工业出版社 2002．5
[3]龚云峰 丁恒如 吴春华 给水处理工程中去除有机物的方法 工业水处 2000-08，20(8)
[4]许保玖 关于混凝技术术语规范化的建议[J] 给水排水 1992(2)：36-39
[5]李伟英 “混凝”新释义及混凝技术 工业用水与废水 2001，32(2)
[6]李燕城主编 水处理实验技术 中国建筑工业出版社 1989．7
[7]范瑾初编著 混凝技术 中国环境出版社 1992
[8]董晴宇 常规混凝过程的强化及无机高分子混凝剂的发展现状
[9]袁宗宣 郑怀礼 舒型武 絮凝科学与技术的进展 重庆大学学报 2001-03
[10]栾兆坤 混凝基础理论研究进展与发展趋势 环境科学学报 2001-6，21
[11]金鹏康 王晓昌 腐殖酸絮凝体的形态学特征和混凝化学条件 环境科学学报 2001-06，21
[12]张莉 李本高 水处理絮凝剂的研究进展 工业用水与废水 2001-03，32(3)
[13]张燕 王志奇 陈英旭 微污染水源水的控制技术 环境污染与防治 2001-04，23(2)
[14]周勤 肖锦 给水原水处理中的混凝技术 工业水处理 1999-03，19(2)
[15]曹春秋 强化混凝法去除饮用水中天然有机物质评介 给水排水 1998．6(24)
[16]周涛 陈涛 张永波 饮用水消毒副产物去除方法的评价 中国农村水利水电 2000-05
[17]张绍园 姜兆春 王菊思 饮用水消毒副产物控制技术研究现状与发展 水处理技术 1998-02，24(1)
[18]Randtke S J, Organic Contaminant Removal by Coagulationg and Related Process Combinations, Jour AWWA, 1998, 80(5): 40
[19]Edzwald J K et al Polymer Coagulation of Humic Acid Waters, Jour Envir Eng Div- Asce, 1977, 103: 989
[20]于水利 孙凤鸣 李玉华 张志刚 最优混凝搅拌条件的研究 哈尔滨建筑大学学 1999-12，32(6)
[21]蔡康煜 水的混凝及絮凝杯罐试验方法的研究 化学清洗 1998-12，14(6)
[22]许保玖 给水处理理论 中国建筑工业出版社 2000
[23] 黄廷林 强化絮凝法去除水中DBP先质研究环境科学学报 1999-07，19(4)
[24] 叶立群 强化混凝技术在去除给水原水中腐植酸中的应用 武汉理工大学学报 2001-06，25(2)
[25] Licsko, I. (1997). "Realistic coagulation mechanisms in the use of aluminum and iron(Ⅲ) salts." Water Sci. Tech., 36(4), 103-110.
[26] Tipping, E., and Cooke, D. (1982). "The effects of adsorbed humic substances on the colloid stability of hematite particles." Colloid. Surface, 5, 85-92.
[27] Mandelbrot B B.The fractal geometry of nature[M].New York:W H Freeman and Company. 1982
[28] Tambo N,Watanabe Y.physical aspect of flocculation process Ⅰ.The floc density function and aluminum floc [J]. Water Research, 1979,13(5):409-419
[29] Jullien R.Bortet R.Aggregation and fractal Aggregation.world Scientific,Singapore(1987)
[30] Void MJ.Comperter simulation of floc fommation in a colloidal susupension[J].Joumal Colloid Inter Sci, 1963,18:684-695
[31] Sutherriand D N.A the oretical model of floc structure[J]. Journal Colloid Inter Sci,1967,25:373-385
[32] Tambo N,watanabe Y.Physical aspect of flocculation process Ⅰ. The floc density function and aluminum floc[J].Water Research, 1979,13(5):409-419
[33] Li D,Ganczarczyk J.Fractal geometry of particle aggregates generated in water and waste water treatment processes[J].Environmental Science and Technology, 1989,23(11):1385-1389
[34] Jiang Q,Logan B E.Fractal dimension determined from steady-state size distribution[J]. Environmental Science and Technology, 1991,25(12):2031-2038
[35] 王晓昌 丹保宪仁 絮凝体形态学合密度的探讨—(Ⅰ)从絮凝体分形结构谈起[J]．环境科学学报，2000，20(3)
[36] 王东升 汤鸿霄 分形理论在混凝研究中的应用与展望 工业水处理 2001-07，21(7)
[37] 李剑超 君达 林广发 丰华丽 絮凝过程的分形研究进展 福建农林大学学报 2002-03，31(1)
[38] 王玲玲 金忠青 分形理论及其在紊流研究中的应用 河海大学学报 1997-01，25(1)
[39] 王东升 汤鸿霄 栾兆坤 分形理论及其研究方法 环境科学学报 2001-06，21
[40] 王东升 汤鸿霄 激光光散射在混凝研究中的应用评述 环境科学学报 1997-10，5(5)
[41] 马伟 郭丽燕 萧锦 改性天然高分子絮凝体和聚合氯化铝复合沉降与絮体分形 环境科学 2001-01，22(1)
[42]何成达 王永广 纪荣平 二次凝聚法去除原水TOC的特性研究 给水排水 2002．5(28)
[43]聂梅生总主编 水资源及给水处理 中国建筑工业出版社 2001
[44]严煦世 范瑾初主编 给水工程(第四版) 中国建筑工业出版社 1999
[45]金鹏康 王晓昌 天然有机物的混凝特性研究 西安建筑科技大学学报 2000-06，32(2)
[46]黄廷林 王锦 石宏志 肖天葵 强化絮凝去除水中DBP先质研究(Ⅰ)西安建筑科技大学学报 1998-12，30(4)
[47]李英等 对某水厂微污染水源水强化混凝的处理研究 山东建筑工程学院学报 2001-03，16(1)
[48]龚云峰 吴春华 丁恒如 强化混凝在给水处理工程中的应用 中国给水排 2000，16(12)
[49]黄晓东 王占生 微污染水源水净化新技术 环境污染与防治 1998-06，20(3)
[50]王鹤立 肖树宏 赫俊国 徐立群 常规混凝沉淀给水处理工艺的强化 给水排水 1999．6(25)
[51]实用废水处理技术 化学工业出版社 1998
[52]丁恒如 水中有机物质分类问题探讨及溶解态有机物的测定 热力发电 1999-02
[53]肖锦 周勤 孙伟等 微污染原水强化混凝淨化研究 给水排水 1999，25(12)
[54]王淑康 陈超 孔立志 微污染水源饮用水处理工艺研究进展 山东环境 2001-04
[55]莫罹 黄霞 李琳 混凝—微滤膜净化微污染水源水的研究 给水排水 2001．8(27)
[56]苏腾 陈中兴 陆柱 混凝剂的研究应用现状与开发动向(一)净水技术 2000，18(3)
[57]苏腾 陈中兴 陆柱 混凝剂的研究应用现状与开发动向(二)净水技术 2000，19(4)
[58]王宝贞 王琳 主编 水与废水的深度氧化处理技术 河海大学出版社 2000-08
[59]王琳 王宝贞 编著 饮用水深度处理技术 化学工业出版社 2002-02
[60]王东升 韦朝海 无机混凝剂的研究及发展趋势 中国给水排水 1997，13(5)
[61]孙玉华 王竹寒 水处理中混凝剂的应用分析 江苏环境科技 1996-03
[62]徐国想 阮复昌 铁系和铝系无机絮凝剂的性能分析 重庆环境科学 2001-06，23(3)
[2]高湘主编 给水工程技术及王程实例 化学工业出版社 2002．5
[3]龚云峰 丁恒如 吴春华 给水处理工程中去除有机物的方法 工业水处 2000-08，20(8)
[4]许保玖 关于混凝技术术语规范化的建议[J] 给水排水 1992(2)：36-39
[5]李伟英 “混凝”新释义及混凝技术 工业用水与废水 2001，32(2)
[6]李燕城主编 水处理实验技术 中国建筑工业出版社 1989．7
[7]范瑾初编著 混凝技术 中国环境出版社 1992
[8]董晴宇 常规混凝过程的强化及无机高分子混凝剂的发展现状
[9]袁宗宣 郑怀礼 舒型武 絮凝科学与技术的进展 重庆大学学报 2001-03
[10]栾兆坤 混凝基础理论研究进展与发展趋势 环境科学学报 2001-6，21
[11]金鹏康 王晓昌 腐殖酸絮凝体的形态学特征和混凝化学条件 环境科学学报 2001-06，21
[12]张莉 李本高 水处理絮凝剂的研究进展 工业用水与废水 2001-03，32(3)
[13]张燕 王志奇 陈英旭 微污染水源水的控制技术 环境污染与防治 2001-04，23(2)
[14]周勤 肖锦 给水原水处理中的混凝技术 工业水处理 1999-03，19(2)
[15]曹春秋 强化混凝法去除饮用水中天然有机物质评介 给水排水 1998．6(24)
[16]周涛 陈涛 张永波 饮用水消毒副产物去除方法的评价 中国农村水利水电 2000-05
[17]张绍园 姜兆春 王菊思 饮用水消毒副产物控制技术研究现状与发展 水处理技术 1998-02，24(1)
[18]Randtke S J, Organic Contaminant Removal by Coagulationg and Related Process Combinations, Jour AWWA, 1998, 80(5): 40
[19]Edzwald J K et al Polymer Coagulation of Humic Acid Waters, Jour Envir Eng Div- Asce, 1977, 103: 989
[20]于水利 孙凤鸣 李玉华 张志刚 最优混凝搅拌条件的研究 哈尔滨建筑大学学 1999-12，32(6)
[21]蔡康煜 水的混凝及絮凝杯罐试验方法的研究 化学清洗 1998-12，14(6)
[22]许保玖 给水处理理论 中国建筑工业出版社 2000
[23] 黄廷林 强化絮凝法去除水中DBP先质研究环境科学学报 1999-07，19(4)
[24] 叶立群 强化混凝技术在去除给水原水中腐植酸中的应用 武汉理工大学学报 2001-06，25(2)
[25] Licsko, I. (1997). "Realistic coagulation mechanisms in the use of aluminum and iron(Ⅲ) salts." Water Sci. Tech., 36(4), 103-110.
[26] Tipping, E., and Cooke, D. (1982). "The effects of adsorbed humic substances on the colloid stability of hematite particles." Colloid. Surface, 5, 85-92.
[27] Mandelbrot B B.The fractal geometry of nature[M].New York:W H Freeman and Company. 1982
[28] Tambo N,Watanabe Y.physical aspect of flocculation process Ⅰ.The floc density function and aluminum floc [J]. Water Research, 1979,13(5):409-419
[29] Jullien R.Bortet R.Aggregation and fractal Aggregation.world Scientific,Singapore(1987)
[30] Void MJ.Comperter simulation of floc fommation in a colloidal susupension[J].Joumal Colloid Inter Sci, 1963,18:684-695
[31] Sutherriand D N.A the oretical model of floc structure[J]. Journal Colloid Inter Sci,1967,25:373-385
[32] Tambo N,watanabe Y.Physical aspect of flocculation process Ⅰ. The floc density function and aluminum floc[J].Water Research, 1979,13(5):409-419
[33] Li D,Ganczarczyk J.Fractal geometry of particle aggregates generated in water and waste water treatment processes[J].Environmental Science and Technology, 1989,23(11):1385-1389
[34] Jiang Q,Logan B E.Fractal dimension determined from steady-state size distribution[J]. Environmental Science and Technology, 1991,25(12):2031-2038
[35] 王晓昌 丹保宪仁 絮凝体形态学合密度的探讨—(Ⅰ)从絮凝体分形结构谈起[J]．环境科学学报，2000，20(3)
[36] 王东升 汤鸿霄 分形理论在混凝研究中的应用与展望 工业水处理 2001-07，21(7)
[37] 李剑超 君达 林广发 丰华丽 絮凝过程的分形研究进展 福建农林大学学报 2002-03，31(1)
[38] 王玲玲 金忠青 分形理论及其在紊流研究中的应用 河海大学学报 1997-01，25(1)
[39] 王东升 汤鸿霄 栾兆坤 分形理论及其研究方法 环境科学学报 2001-06，21
[40] 王东升 汤鸿霄 激光光散射在混凝研究中的应用评述 环境科学学报 1997-10，5(5)
[41] 马伟 郭丽燕 萧锦 改性天然高分子絮凝体和聚合氯化铝复合沉降与絮体分形 环境科学 2001-01，22(1)
[42]何成达 王永广 纪荣平 二次凝聚法去除原水TOC的特性研究 给水排水 2002．5(28)
[43]聂梅生总主编 水资源及给水处理 中国建筑工业出版社 2001
[44]严煦世 范瑾初主编 给水工程(第四版) 中国建筑工业出版社 1999
[45]金鹏康 王晓昌 天然有机物的混凝特性研究 西安建筑科技大学学报 2000-06，32(2)
[46]黄廷林 王锦 石宏志 肖天葵 强化絮凝去除水中DBP先质研究(Ⅰ)西安建筑科技大学学报 1998-12，30(4)
[47]李英等 对某水厂微污染水源水强化混凝的处理研究 山东建筑工程学院学报 2001-03，16(1)
[48]龚云峰 吴春华 丁恒如 强化混凝在给水处理工程中的应用 中国给水排 2000，16(12)
[49]黄晓东 王占生 微污染水源水净化新技术 环境污染与防治 1998-06，20(3)
[50]王鹤立 肖树宏 赫俊国 徐立群 常规混凝沉淀给水处理工艺的强化 给水排水 1999．6(25)
[51]实用废水处理技术 化学工业出版社 1998
[52]丁恒如 水中有机物质分类问题探讨及溶解态有机物的测定 热力发电 1999-02
[53]肖锦 周勤 孙伟等 微污染原水强化混凝淨化研究 给水排水 1999，25(12)
[54]王淑康 陈超 孔立志 微污染水源饮用水处理工艺研究进展 山东环境 2001-04
[55]莫罹 黄霞 李琳 混凝—微滤膜净化微污染水源水的研究 给水排水 2001．8(27)
[56]苏腾 陈中兴 陆柱 混凝剂的研究应用现状与开发动向(一)净水技术 2000，18(3)
[57]苏腾 陈中兴 陆柱 混凝剂的研究应用现状与开发动向(二)净水技术 2000，19(4)
[58]王宝贞 王琳 主编 水与废水的深度氧化处理技术 河海大学出版社 2000-08
[59]王琳 王宝贞 编著 饮用水深度处理技术 化学工业出版社 2002-02
[60]王东升 韦朝海 无机混凝剂的研究及发展趋势 中国给水排水 1997，13(5)
[61]孙玉华 王竹寒 水处理中混凝剂的应用分析 江苏环境科技 1996-03
[62]徐国想 阮复昌 铁系和铝系无机絮凝剂的性能分析 重庆环境科学 2001-06，23(3)
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