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水电站砂石加工废水沉渣真空脱水中试试验研究

作　者: 孙剑峰
导　师: 王涛
学　校: 重庆大学
专　业: 环境工程
关键词: 砂石加工废水分级沉渣脱水干化真空脱水样机
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

课题组在2009年8月至12月间以官地水电站打倮砂石加工系统为依托,开展了砂石加工系统生产废水沉降及脱水性能的小试试验研究工作,提出水电站砂石加工系统废水处理的平流式分级沉淀工艺和废水沉渣真空脱水的思路。前期的小试试验通过对分级沉淀后的各级沉渣的脱水方式和相关影响因素进行探讨,为沉渣分级处理工艺的进一步扩大规模应用和沉渣简易脱水设备的开发提供了依据。本次中试模型就是以小试试验所取得的一系列运行参数为基础进行设计。课题组还与四川华健环博投资有限公司合作开发出了真空脱水设备。在现场通过中试模型和脱水样机的试验,进一步检验了小试提出的砂石加工废水处理工艺的普适性,同时找寻出更适用于中试现场砂石加工废水的运行工况。通过大量的现场试验数据,得出以下结论:沉渣中悬浮物粒径的大小决定沉渣的脱水性能,考虑用分级处理沉渣的思想是可行的。中试两级沉淀池最终确定的停留时间是20和40min。在13m³/h的进水工况下,一级沉渣颗粒粒径大,脱水性能好。沉渣可采用真空强化脱水,在滤布上湿沉渣铺设厚度在2cm左右,干化后泥饼厚度在1cm时沉渣脱水性能最佳,真空脱水样机稳定时处理能力大约在165kg/m²·h。废水二级沉渣比阻是2.49×10⁹cm/g,粒径小于38μm的颗粒占67.48%,泥渣脱水性能较差,需采用真空强化脱水,投加絮凝剂后能明显的改善脱水效果,在最佳投药量0.9‰的调质,比阻降至8.39×108cm/g。沉渣真空脱水的影响大小的因素依次是絮凝剂的使用、真空度、脱水泥量、滤布透气量。结合真空脱水过程中的泥水分离现象分析,确定沉渣脱水后的干泥渣厚度在1cm左右的效果是较好的。废水絮凝沉淀池沉渣比阻是9.55×10¹⁰cm/g,投加絮凝剂后的脱水效果改善明显,在最佳投药量10‰的调质后,比阻降至2.53×10⁹cm/g,考虑到真空脱水样机的滤布孔径较大而无法完成对絮凝沉淀池沉渣的截留。考虑到该级沉渣与二级沉渣在相同体积下需投加的絮凝剂相差不多,最终选择絮凝沉淀池沉渣与二级沉渣混合后再进行干化处理。混合沉渣比阻是10.7×108cm/g,泥渣脱水性能不是太好,采用真空强化脱水,投加絮凝剂后的脱水效果比投加前具有明显的改善,在最佳投药量2.2‰的调质后比阻降低至1.3×108cm/g,对真空脱水的影响大小的因素依次是絮凝剂的使用、真空度、脱水时的泥饼厚度、滤布透气量。结合真空脱水过程中的泥水分离现象分析,确定沉渣脱水后的干泥渣厚度在0.5cm左右的效果是较好的。真空脱水样机稳定时的处理能力大约在187kg/m²·h。真空脱水样机稳定运行时对各级沉渣的处理能力完全达到了当初小试的设计能力,经过一段时间的运行,发现样机还存在着滤布与真空吸盘密闭程度不够,抽滤行程过短造成能耗过大,沉渣调质后铺设厚度不均匀和滤袋易跑偏的问题,后期可针对以上问题予以改进优化,样机的处理能力能得到较大地提升。试验通过对各级沉渣的脱水方式和相关影响因素进行探讨,为分级处理工艺的工程规模应用和开发的简易真空脱水样机的改进优化提供了依据。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
1 绪论  11-21
  1.1 课题研究背景与意义  11-12
    1.1.1 课题研究背景  11-12
    1.1.2 课题研究意义  12
  1.2 国内研究的现状与趋势  12-21
    1.2.1 砂石加工废水沉渣处理的方式  12-15
    1.2.2 高悬浮物废水沉渣废水沉渣处理实例  15-19
    1.2.3 目前水电站砂石加工废水处理系统存在的主要问题  19-21
2 前期小试研究成果简介  21-24
  2.1 前期小试工艺的提出  21
  2.2 砂石加工废水沉渣的处理方案  21-23
    2.2.1 废水处理装置  21-22
    2.2.2 废水沉渣处理装置  22
    2.2.3 试验方法  22-23
  2.3 各级沉渣的脱水性能  23-24
    2.3.1 一级沉渣的脱水性能  23
    2.3.2 二级沉渣的脱水性能  23
    2.3.3 反应沉淀池沉渣的脱水性能  23-24
3 现场中试试验基本情况  24-35
  3.1 中试试验研究目的与内容  24
    3.1.1 中试试验研究目的  24
    3.1.2 中试试验研究内容  24
  3.2 中试现场基本情况  24-30
    3.2.1 试验现场砂石加工系统工艺  24-25
    3.2.2 测试方法  25-26
    3.2.3 现场废水水质特性  26-28
    3.2.4 中试现场水质与小试水质差异性对比现场废水水质特性  28-30
  3.3 中试真空脱水样机介绍  30-33
    3.3.1 过滤机主机  30-31
    3.3.2 管路系统  31-32
    3.3.3 电气控制系统  32
    3.3.4 真空脱水设备工作原理  32-33
  3.4 中试试验方法  33-35
    3.4.1 中试砂石加工废水处理模型基本情况  33-34
    3.4.2 各级沉渣脱水的试验思路  34-35
4 沉渣调理机理  35-38
  4.1 沉渣中水分的存在形式及其性质  35
  4.2 沉渣的化学调质  35-38
    4.2.1 沉渣调理机理  35-36
    4.2.2 絮凝剂的最佳投药量确定方法  36-38
5 各级沉渣真空脱水影响因素试验  38-59
  5.1 中试沉淀池工艺介绍  38
  5.2 各工况下废水的处理效果  38-41
    5.2.1 各工况下各级沉淀区SS 去除效果  38-39
    5.2.2 各工况下各级沉渣脱水情况  39-40
    5.2.3 最优工况的确定  40-41
  5.3 一级沉渣的脱水试验研究  41-45
    5.3.1 一级沉渣的干化措施  41-42
    5.3.2 一级沉渣真空脱水的影响因素  42-45
  5.4 二级沉渣的脱水试验研究  45-52
    5.4.1 二级沉渣的化学调质  45-48
    5.4.2 二级沉渣的真空脱水影响因素  48-52
  5.5 反应沉淀池沉渣的脱水试验研究  52-54
    5.5.1 反应沉淀池沉渣的化学调质  52-54
    5.5.2 反应沉淀池沉渣的真空脱水影响因素  54
  5.6 混合沉渣的脱水试验研究  54-59
    5.6.1 混合沉渣的化学调质  54-55
    5.6.2 混合沉渣的真空脱水影响因素  55-59
6 真空脱水样机的脱水试验  59-65
  6.1 真空脱水样机运行参数  59-60
  6.2 真空脱水样机运行情况  60-62
  6.3 真空脱水样机运行时出现的问题及改进建议  62-65
    6.3.1 真空脱水样机运行时出现的问题  62-63
    6.3.2 真空脱水样机的改进建议  63-65
7 结论与建议  65-67
  7.1 结论  65-66
  7.2 建议  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录  71

水电站砂石加工废水沉渣真空脱水中试试验研究

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