铁碳微电解法去除饮用水中销酸盐的研究

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2、论文答辩日期：ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）Ｓｔｕｄｙｏｆｎｉｔｒａｔｅｒｅｍｏｖｉｎｇｉｎｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｂｙｔｈｅ－ｉｒｏｎｃａｒｂｏｎｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈａｎｇＹｉｗｅｎＳｕｅｒｖ

3、ｉｓｏｒ：ＬｕｏＪｉａｎｚｈｏｎｐｇＭａｙ２０１５ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６ｇ，ｇｇ，，＾摘要我国饮用水水源污染情况严重，同时还面临着各种突发性污染的问题。因此，研究开发应对重大突发性水污染事件的关键技术是保障饮用水水质安全的重要基础。针对面源污染导致的突发性饮用

4、水水源硝酸盐浓度过高的问题，现有的供水厂处理工艺均无法去除硝酸盐，因此选择铁碳微电解法作为供水厂的应急方案。铁碳微电解法是利用零价铁和活性炭之间的电位差形成大量的微小原电池，通过电子的转移将水体中的硝酸盐还原去除。所以铁碳微电解系统可以迅速启动，有效去除水中的稍酸盐。通过单因素试验和连续流试验，研究微电解法对稍酸盐的去除作用，分析其动力学机理，，研究其优化条件并进行应用前景分析为微电解法在饮用水处理中的实际应用提供技术支持。研究结果主要如下：单因素试验是为了探究铁碳微电解法在中性条件

5、下是否能有效去除稍酸盐，通过改变铁碳总量、铁碳比和反应时间等反应条件进行试验。试验过程采用实验室配水，取１００ｍｌ水样于２５０ｍｌ锥形瓶中，投加铁碳混合物进行反应，反应结束后将水样进行预处理然后测定其确酸盐浓度、Ｈ／Ｌ。结果表明，ｐ值为中性，铁碳总量为１００ｇ，铁碳质量比为７：３，反应时间为１８０ｍｉｎ的条件下，反应系统確酸盐去除效果最佳，初始硝酸盐浓度为３０ｉｎｇ／Ｌ，出水浓度为１１．６０ｍｇ／Ｌ。不同铁碳总量和不同铁碳比的反应系统２的反应速率常数拟合曲线的相关性较好Ｒ〉一０．９

6、，基，本符合级反应动力学方程。连续流试验是为了进一步研究铁碳微电解法去除硝酸盐对实际应用的影响，采用连续流试验进行研究。根据单因素试盛的结果和確酸盐在微电解法下的转化方程式，采用改变进水確酸盐离子和氢离子比例、铁碳比和水力停留时间等反应条件进行试验。一反应柱中填满铁碳混合物，水样从上部进水，利用自然重力停留定时间后从下部出＝水，：１ＲＴ，然后测定出水碑酸盐浓度。结果表明铁碳质量比为３，Ｈ６０ｍｍ，进水＋Ｎ＝（Ｖ：Ｈ１：５的条件下，反应系统硝酸盐去除效果最佳，初始硝酸盐浓度为３０ｍｇ／

7、Ｌ，稳定阶段出水硝酸盐平均浓度为２．６０ｍｇ／Ｌ。在饮用水预处理的应用前景分析。根据连续流试验的结果，铁碳微电解法能作为应急方案对饮用水进行预处理以防止稍酸盐浓度超标。釆用该应急方案后，对供水厂的初期建设投资费用、运行费用和占地面积均有影响。对不同建设规模的供水厂在不Ｉ广东工业大学硕士论文同铁碳比和不同水力停留时间的条件下进行经济及用地指标分析，为实际应用提供参３０ｍｉｎ，考依据。分析结果表明，在水力停留时间为，铁碳比不同的条件下初期建设３３？总费用增加幅度约为５０万元／

8、（万ｍ／ｄ），运行费用增幅为３．６９．５万元／（万ｍ／ｄ）。在铁碳比为３：１，水力停留时间不同的条件下，ＨＲＴ每增加１０ｍｉｎ，１０万ｍＶｄ、３０万ｍＶｄ和５０万ｍＶｄ建设规模的初期建设总费用分别增加１５８万元、４７４万元和７９０、１。万元，运行费用分别增加３１万元９４万元和５７万元在相同条件下，反应池面积随水力停留时间和建设规模的增加而增加，铁粉比例越大反应池