新生态MnO2絮体粒度分布特征及强化混凝作用研究

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1、硕士学位论文新生态MnO2絮体粒度分布特征及强化混凝作用研究RESEARCHONCHARACTERISTICSOFNEWLYFORMEDMANGANESEDIOXIDEFLOCSIZEDISTRIBUTIONANDITSEFFECTSOFENHANCEDCOAGULATION高梅2010年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.1密级：公开工学硕士学位论文新生态MnO2絮体粒度分布特征及强化混凝作用研究硕士研究生：高梅导师：南军教授申请学位：工学硕士学科、专业：城市水资源所在单位：市政环境工

2、程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C.:628.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCHARACTERISTICSOFNEWLYFORMEDMANGANESEDIOXIDEFLOCSIZEDISTRIBUTIONANDITSEFFECTSOFENHANCEDCOAGULATIONCandidate：GaoMeiSupervisor：Prof.NanJunAcademicDegree

3、Appliedfor：MasterofEngineeringSpecialty:UrbanWaterResourceAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentEngineeringDateofDefence：June,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要絮凝过程是给水和废水处理工艺中应用最普遍的关键环节之一，它在很大程度上影响着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费

4、用，因而成为环境工程中重要的科技研究开发领域。絮凝方法是专门用以改变水中悬浮颗粒粒度分布的，沉淀和过滤工艺也只能去除一定粒径范围的悬浮颗粒；常规混凝剂及混凝方法对有机污染物去除效果有限，难以达到新颁布的生活饮用水卫生标准的要求；冬季水温低，聚合氯化铝（PAC）在低投量时，难以达到理想的混凝效果。给水处理的混凝过程中，投加高锰酸钾与硫酸锰氧化还原反应制备的新生态二3+3+氧化锰，能够明显改善絮凝效果。新生态二氧化锰颗粒粒径极小，能与Fe,Al（及其水解产物）充分接触，通过吸附作用促进絮体生长，且其具有制备方法简单、使用方便、不存在

5、二次污染等特点，将其应用于给水处理在经济和技术上都是可行的。本课题以聚合氯化铝为絮凝剂、以新生态二氧化锰为助凝剂，水中腐殖酸有机物和高岭土悬浮颗粒为去除对象，采用浊度仪、颗粒计数仪等在线仪器对絮凝过程进行实时监测和数据记录。研究结果表明，新生态二氧化锰作助凝剂投加时，能够显著提高颗粒物的去除效果，且对有机物的去除主要发生在微絮凝阶段；如投加-10.03mmol·L二氧化锰，到沉淀结束时，UV254去除率达64.38%，而颗粒的去除率只-1有12.19%；而将新生态二氧化锰作为助凝剂投加(投量0.03mmol·L)，强化聚合氯-1

6、化铝（投量20mg·L）混凝作用，UV254和颗粒的去除率达66.67%、70.60%。通过将分形理论引入到新生态二氧化锰絮体粒度分布规律的研究发现,形成的絮体粒度分布具有分形特征，采用粒度分形维数这一特征指标可以实现不同絮凝反应条件下絮体的粒度分布对絮凝效果影响力的定量描述,在新生态二氧化锰絮凝过程中粒度分形维数值变化速率越快，极值出现时间越早，对应的絮凝效果越好，微絮凝阶段及絮凝结束时的粒度分形维数与沉后水小于5μm颗粒数、剩余浊度间存在良好的相关性，可以根据粒度分形维数的变化及时调整投药量以满足后续工艺出水水质的要求。同时

7、采用颗粒计数仪对滤后水水质进行连续在线监测，结果表明，改变絮凝条件时，过滤出水均以<5µm的颗粒为主；沉后水水质对滤后水水质存在一定的影响，而<5µm的颗粒对滤后水水质影响较大，通过控制絮凝过程絮体的粒度分布可以控制沉后水<5µm的颗粒数，从而改善滤后水质，提高供水安全性。关键词：新生态二氧化锰；助凝；微絮凝；粒度分形维数-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInwaterandwastewatertreatment,flocculationisoneofthemostimportantunits,whichhas

8、asignificantimpactonthesubsequentoperatingconditions,thewaterqualityofoutflowandthecostofwatertreatmenttoagreatextent.Flocculationp