【摘 要】
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后絮凝是指在混凝-超滤工艺中由于混凝剂反应不完全而使其透过超滤膜在膜后发生絮凝反应的现象。后絮凝现象的产生会影响后续工艺并造成管网腐蚀,同时造成水质下降危害人们的健康,因此,控制混凝剂的残留,以降低后絮凝风险对于饮用水处理中的混凝-超滤工艺尤为重要。针对后絮凝问题,本论文以混凝-超滤工艺为研究对象,以通过改变混凝阶段操作参数以降低后絮凝风险并提高混凝-超滤工艺效率为目标,对混凝剂进行了优选,并针对
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后絮凝是指在混凝-超滤工艺中由于混凝剂反应不完全而使其透过超滤膜在膜后发生絮凝反应的现象。后絮凝现象的产生会影响后续工艺并造成管网腐蚀,同时造成水质下降危害人们的健康,因此,控制混凝剂的残留,以降低后絮凝风险对于饮用水处理中的混凝-超滤工艺尤为重要。针对后絮凝问题,本论文以混凝-超滤工艺为研究对象,以通过改变混凝阶段操作参数以降低后絮凝风险并提高混凝-超滤工艺效率为目标,对混凝剂进行了优选,并针对混凝剂投加量、pH值、慢搅速率及时间进行了单因素实验与Box-Behnken设计试验,建立响应面模型并针对后絮凝风险进行了优化调控,本文的主要研究内容及结论如下:(1)通过对比三种混凝剂的混凝效果及后絮凝风险,筛选出最优混凝剂。结果表明:在混凝-超滤中,三种混凝剂都存在较明显的后絮凝风险,PSAF相比PAFC(9:1)与PAFC(5:5),有着更低的投加量与更低的膜污染阻力,对TOC去除效率差别较小,考虑到减量投加与持续生产等因素,选定PSAF为最优混凝剂,其最佳投加量为0.20 mmol/L。(2)对PSAF混凝-超滤实验进行混凝操作工艺进行单因素研究,并对各因素影响机理进行分析。结果表明:(1)超滤过程中的膜阻力主要来自絮体形成的滤饼层污染,不可逆污染占比较小;(2)相比残余铁,残余铝更容易超过后絮凝限制,后絮凝风险较大;(3)单因素实验中pH值、慢搅速率与时间分别为7.5、60 rpm、15 min时,混凝效率较高、后絮凝风险较小(3)对PSAF混凝-超滤工艺进行4因素3水平的Box-Behnken设计试验,并根据实验结果进行响应面分析,最后根据响应面模型用Design-Expert 8.0.6软件进行多目标优化,最终得到最优操作条件为:混凝剂投加量为0.1905 mmol/L,pH值为7.71时,200 rpm快速搅拌1 min后,72 rpm慢速搅拌15.3 min为最佳的混凝操作工艺。最后通过在最佳操作参数下进行验证实验,发现模型估计与实际值接近,说明该优化方法实际可用。
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