發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 14:48

　　 腐殖酸(HA)作為一種典型的給水水源微污染有機(jī)物,在自然界中存在非常廣泛。一旦凈水廠取水點(diǎn)水體中腐殖酸含量超標(biāo),在原水進(jìn)廠后的加氯消毒過程中,HA極易和氯發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物DBPs、三鹵甲烷類致癌物質(zhì)THMs和MX(強(qiáng)致突變性消毒副產(chǎn)物)。而HA理化性質(zhì)非常穩(wěn)定,難以被凈水廠的常規(guī)處理工藝降解。論文基于試驗(yàn)研究,確定了離心泵水力空化降解HA的效果、離心泵結(jié)構(gòu)參數(shù)及運(yùn)行控制參數(shù),為離心泵水力空化裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。試驗(yàn)中選用的離心泵型號(hào)為SG32200。研究了離心泵葉片數(shù),流速、水體pH、HA初始濃度和循環(huán)時(shí)間等因素的影響,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)離心泵流速、水體pH值、HA初始濃度和循環(huán)時(shí)間一定,離心泵的葉片數(shù)n分別為4片、6片、8片、10片工況下,離心泵葉片數(shù)n對(duì)HA降解效果的影響,確定最佳葉片數(shù)。(2)通過控制泵前閥門控制流速。低流速點(diǎn)分別為1.0、1.2、1.4、1.6、1.8m/s,高流速節(jié)點(diǎn)分別為2.5、3.0、3.5、4.0m/s。使循環(huán)時(shí)間、HA初始濃度、離心泵葉片數(shù)為定值,不投加氧化試劑,分析流速對(duì)HA降解效果的影響,確定最佳流速。(3)針對(duì)最佳葉片數(shù)n和最佳流速,進(jìn)行HA初始濃度分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0mg/L等6個(gè)濃度降解效果試驗(yàn),確定最佳HA初始濃度。(4)pH控制變化范圍為4.5～8.5,變化梯度為1.0,固定其余參數(shù)值,分析pH值與HA去除率的的關(guān)系。(5)從離心泵運(yùn)行60min開始至180min時(shí)時(shí)間段,每隔30min取樣,確定最佳循環(huán)時(shí)間。本次離心泵葉片數(shù)降解HA試驗(yàn)結(jié)果表明,SG32200型離心泵最佳葉片數(shù)為6片;在用途不同的兩種流速狀態(tài)下,最佳流速1.6m/s和3.5m/s,最佳pH值為5.5,最適HA初始濃度為6mg/L,循環(huán)時(shí)間為150min。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU991.2
【部分圖文】：

壓力降低，形成空化泡；離開收縮位置后，壓力恢復(fù)正常水滅[33]�？栈�和射流空化略有不同。渦流空化是由有壓流體依靠特定結(jié)構(gòu)的化現(xiàn)象。流體在渦流倉(cāng)中形成低壓區(qū)域，若該處流體的壓力低于當(dāng)，則會(huì)使過流液體中的溶解態(tài)氣體逸出，形成空化泡，進(jìn)而產(chǎn)生空離心泵泵腔恰好具備成為渦流倉(cāng)的結(jié)構(gòu)條件。水在泵腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)部壓力較低，可以形成空化泡，發(fā)生渦流空化[35]。泵的工作原理是：葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，水在離心力的作用下涌向殼流出，導(dǎo)致葉輪中心一定范圍內(nèi)壓力降低，這樣后繼流體才能[36]。在這樣的工作環(huán)境中，如果離心泵泵腔內(nèi)某處壓強(qiáng)低至該處度下的飽和蒸汽壓，就會(huì)將該處的低壓液體汽化，形成空化泡；同水中的氣體會(huì)以微氣泡的形式逸出[37]。而壓力較低的區(qū)域中的空入高壓區(qū)時(shí)，空化泡會(huì)迅速潰滅，釋放能量[38]�？栈�泡潰滅受力示、空化泡潰滅脈動(dòng)規(guī)律如圖 1.2 所示。

圖 1.2 空泡潰滅的脈動(dòng)規(guī)律[40].2 空化反應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)介紹（1）水力空化的優(yōu)勢(shì)：和傳統(tǒng)的凈水工藝、超聲空化相比，水力空化置的動(dòng)力來(lái)源和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有裝置簡(jiǎn)易、操作簡(jiǎn)單、能效比較高、容易業(yè)化、無(wú)二次污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且不需要為其提供過于復(fù)雜的反應(yīng)條件[以它既可以單獨(dú)使用，又可以與強(qiáng)化混凝、光催化、Fenton 試劑等常規(guī)水術(shù)聯(lián)用。只需確定不同處理?xiàng)l件和去除率要求，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定技術(shù)可，技術(shù)要求較低。因此，水力空化技術(shù)在處理微污染水源中難降解有機(jī)具有廣泛的應(yīng)用前景[42]。（2）水力空化技術(shù)存在的缺陷：空化技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)物降解固然存在優(yōu)在水利機(jī)械的使用壽命方面也有其缺陷所在。如果離心泵內(nèi)部長(zhǎng)期存在渦現(xiàn)象，會(huì)對(duì)泵的過流部件造成微小結(jié)構(gòu)損傷[43]。并且在使用離心泵空化行有機(jī)物降解的同時(shí)，為達(dá)到處理效果的要求，需要向流入離心泵的微污中投入其他氧化性試劑或強(qiáng)酸、強(qiáng)堿用于調(diào)節(jié) pH。由于離心泵的整體結(jié)

驗(yàn)中的空化裝置是一套以離心泵為空化發(fā)生動(dòng)力裝置、以離心泵泵腔內(nèi)流空化為研究核心的封閉循環(huán)管路系統(tǒng)。該管路系統(tǒng)由貯水水箱、離心統(tǒng)、流速儀、泵前閥門組成。驗(yàn)裝置簡(jiǎn)述：1）貯水水箱中的微污染水經(jīng)離心泵提供動(dòng)力，在循環(huán)管路中循環(huán)往復(fù)添加多孔板或文丘里管的裝置，空化完全在離心泵泵腔內(nèi)發(fā)生；2）離心泵入口流速通過泵前閥門控制，流速調(diào)整結(jié)果可以根據(jù)流速儀觀察得到；3）輔助試劑需要添加時(shí)，可將配比好的試劑直接投入水箱中；4）調(diào)整水體 pH 時(shí)投加濃 H2SO4和 NaOH 也是在甲酸好投加量之后箱，水箱材質(zhì)為 PVC，抗腐蝕能力較強(qiáng)，無(wú)需考慮酸堿腐蝕導(dǎo)致水箱題；5）對(duì)離心泵葉片數(shù)量做調(diào)整時(shí)需要更換葉輪，此時(shí)需要將離心泵從裝拆卸，打開泵殼進(jìn)行更換。置簡(jiǎn)圖如圖 2.1 所示：
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本文編號(hào)：2890124