旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究_李方平.pdf
《旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究_李方平.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究_李方平.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、引用格式:李方平,王海力,王孟,等旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究安全与环境工程,():,y y d ,():旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究李方平,王海力,王孟,翟红娟,彭才喜,杨雅楠,崔艳萍(国电金沙江旭龙水电开发有限公司工程建设部,四川甘孜藏族自治州 ;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 ;长江水资源保护科学研究所,湖北 武汉 )摘要:建设中的旭龙水电站因其砂石加工系统毗邻类水质河道,生产废水无法直接排放,需要处理后进行回用,以实现废水“零排放”的要求。以旭龙水电站混凝土生产现场所使用的花岗岩、角闪岩作为絮凝研究对象,比较了聚合氯化铝()与种
2、不同类型的聚丙烯酰胺()絮凝剂对含固体悬浮物()废水的絮凝处理效果,通过单因素条件试验确定了 和 投加量、快速搅拌时间、快速搅拌转速对悬浮物处理效果的影响,并通过响应面试验确定花岗岩、角闪岩模拟 废水的最佳絮凝条件。结果表明:花岗岩、角闪岩模拟 废水的 电位均为负电荷,使用 与阳离子型 的组合对模拟 废水的处理效果最好;基于单因子条件参数的最优范围设计的响应面试验确定,角闪岩模拟 废水在最佳絮凝条件为 投加量 、投加量 、快速搅拌转速 、快速搅拌时间 时,处理后透光率可达到 ,花岗岩模拟 废水在最佳絮凝条件为 投加量 、投加量 、快速搅拌转速 、搅拌时间 时,处理后透光率达到 。关键词:混凝土
3、骨料冲洗废水;絮凝沉降法;絮凝条件优化;响应曲面法;旭龙水电站中图分类号:文章编号:()收稿日期:开放科学(资源服务)标识码():基金项目:湖北省大学生创新创业训练计划项目()作者简介:李方平(),男,硕士,高级工程师,主要从事水电工程建设管理方面的工作。:通讯作者:崔艳萍(),女,博士,副教授,主要从事水、土壤污染与防治方面的工作。:y o o o o o o o o o o o o ,(.,d y d .,d.,;.d ,y (),;.,):y y y y ,“”y y ()y y y ()(),第 卷第期 年月安 全 与 环 境 工 程 y y y ,o :;y 水电站施工建设过程中需要
4、大量砂石骨料作为混凝土原材料,砂石骨料使用前会经过破碎、筛分等一系列的前处理过程,产生大量的含有高浓度固体悬浮物(,)的废水,如果没有对其采取有效的处理工艺,会影响水电站周围水体水质,从而影响受纳水体环境质量。因此,在水电站砂石加工系统废水处理过程中,需要采取合理的处理工艺,确保废水处理的效率和质量。本研究的砂石骨料冲洗废水源自旭龙水电站的建设期,该水电站所在金沙江干流上游河段水质执行类水指标,所处水域禁止新建排污口。为了保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准,需要将砂石加工系统的生产废水处理后进行回用,从而保证没有废水外排。由于水电站砂石加工系统的生产废水中石粉含量高,旭龙水电站工程施工预留
5、用地紧张,需要对其中的固体悬浮物()进行处理才能达到 水电工程施工组织设计规范()和 混凝土用水标准()的回用水质要求,但是回用水中过高絮凝剂的残留会影响混凝土性能。因此,需要对絮凝剂的投加量和絮凝条件进行精准调控,以达到高效絮凝的处理效果,同时还要防止因过量絮凝剂在回用水中的累积影响混凝土的质量。水电站砂石加工系统产生的砂石骨料冲洗废水主要细颗粒含量为细砂、石粉及泥浆等悬浮物,有机物含量基本为零。针对此类冲洗废水的处理一般以“固体沉淀,固液分离”为核心,主要采用物理法或者物理化学法进行处理。其中,物理化学法具有操作简单、设备占地面积小、适用范围广、处理成本低、处理效果稳定等优点,适合在需要控
6、制成本、控制占地面积的水电站工程等项目中使用。在物理化学法处理过程中,絮凝过程至关重要,而絮凝效果的优劣与絮凝剂密切相关。目前主要使用的絮凝剂有无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂 种。本研究基于处理现场砂石骨料冲洗废水的要求,采用技术成熟、成本较低的传统絮凝剂聚合氯化铝()作为絮凝剂、聚丙烯酰胺()作为助凝剂 ,以旭龙水电站混凝土生产现场所使用的花岗岩、角闪岩作为絮凝研究对象,借助浊度和透光率评价指标,筛选出最佳絮凝剂组合。响 应 面 法(y,)是利用合理的试验设计方法并通过试验得到一定数据,采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系,通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数,是目前较
7、为常用的模型近似方法 。与正交试验设计方法相比,响应面法能够充分评价影响因子的耦合效应,并且具有试验次数少、精密度高、预测性强的优点 ,因而在环境工程废水处理条件优化方面已有较多的应用。本研究采用响应面 试验方法系统研究絮凝剂投加量、助凝剂投加量、快速搅拌时间和快速搅拌转速个运行参数对固体悬浮物()废水的絮凝沉淀处理效果的影响 ,明确絮凝剂投加量与运行参数,实现在最低絮凝剂投加量的条件下,提高絮凝剂对悬浮物的处理效率和处理效果,为旭龙水电站砂石加工系统的高 废水处理提供依据。材料与方法1.1试验仪器和药品()试验仪器:六联搅拌器(,梅宇)、物光 浊 度 计(,仪 电)、激 光 粒 度 分 析
8、仪(,马尔文)、可见分光光度计()。()试验试剂:聚合氯化铝 与多种聚丙烯酰胺(阴离子型聚丙烯酰胺 、阳离子型聚丙烯酰胺 、两性离子型聚丙烯酰胺 、非离子型聚丙烯酰胺 ,均为分析纯。模拟 废水固体悬浮物()使用云南省金沙江旭龙水电站导 流 洞 砂 石 加 工 系 统 的 生 产 原 料,有 角 闪 岩 图()和花岗岩 图()两种岩石样品。将原岩石样品进行破碎研磨后过筛,得到细小岩石粉末,再将一定质量岩石粉末与水在 的转速下安全与环境工程 :第 卷搅拌 混合均匀后,得到模拟 废水,用于模拟施工现场产生的混凝土砂石骨料冲洗废水。()角闪岩a()花岗岩b图旭龙水电站混凝土砂石骨料样品图 y 1.3试
9、验方法絮凝剂的筛选及影响因素试验:根据水的混凝、沉淀试杯试验方法()设计 体系的混凝试验。量取 水样(包括 自来水与 岩石粉末)装入 烧杯中,投药后在 转速下快速搅拌至预设时间,再降低转速 继续慢速搅拌约 后,静置沉淀 ,待试验结束后取上清液在 处测量溶液透光率,并使用浊度仪、计测量溶液的浊度和 值。响应面试验:根据前期探究试验,利用 软件中的 程序设计响应面试 验。将 絮 凝 剂 投 加 量 设 为、助 凝 剂 投加量设为、快速搅拌转速设为、快速搅拌时间设为,分别考察角闪岩和花岗岩两种岩石样品在不同运行条件下浊度与透光率的变化情况,并利用 软件对数据结果进行分析,拟合曲面模型方程,计算出最优
10、絮凝条件参数。结果与讨论2.1混凝土砂石骨料冲洗废水模拟旭龙水电站现场混凝土砂石骨料有角闪岩和花岗岩两种岩石类型,本研究使用射线衍射()仪对岩石粉末矿物组成进行检测,并对检测结果进行匹配与分析,其结果见图。109876543210510152025303540452 /()。()角闪岩a()花岗岩b强度/a.u.109876543210强度/a.u.510152025303540452 /()。图角闪岩和花岗岩样品的 分析结果 y 由图可以看出:角闪岩样品中主要矿物为角闪石、钙长石,次要矿物为绿泥石和少量石英;花岗岩样品中主要矿物为长石、石英、云母,次要矿物为榍石。对破碎后的角闪岩、花岗岩岩石
11、粉末和原混凝土砂石骨料废水中的固体悬浮物进行粒径测定,其结果见图。第期李方平等:旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究543210比例/%020406080100120d/m010203040506070543210比例/%543210比例/%020406080100120d/md/m()角闪岩模拟()aSS()花岗岩b模拟()SS()原混凝/砂石骨料()cSS图角闪岩、花岗岩模拟废水和原混凝土砂石骨料 废水中固体悬浮物粒径分析结果 y ,由图可以看出:破碎后的角闪岩样品的特征粒径d ,约 的角闪岩样品粒径在 以内;破碎后的花岗岩样品的特征粒径d ,约 的花岗岩样品粒径在 以内;
12、与同处于金沙江干流上的乌东德水电站混凝土砂石骨料冲洗废水处理工艺加药环节中废水的固体悬浮物()进行对比,其粒径分析结果 图()表明实际生产废水中 的特征粒径d ,约 的 粒径在 以内,证明本研究所使用的岩石破碎处理过程得到的岩石粉末与实际混凝土砂石骨料冲洗废水中 的粒径分布一致,可以有效模拟现场废水进行试验。从粒径分析的结果可以看出:混凝土砂石骨料冲洗废水中的 大部分为细颗粒,其特征粒径d 在 左右,而 粒度过细、表面积较大,在水中易形成结合水膜,导致自然沉降速度非常小,故为了确保短期内实现 的沉降,需要投加合适的絮凝剂进行沉降处理。2.2絮凝剂选型试验先在 水中分别加入 破碎后的岩石粉末样品
13、(旭龙水电站现场花岗岩、角闪岩为样品),得到含 模拟废水;然后分别投加 、(阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型)以及 与 联合投加,并控制 投加浓度为 、投加浓度为 ;最后取上清液 ,测定 值、透光率、浊度,其结果见图。10987654pH混凝/砂/%1008060402009080706050403020100石骨/NTU比例角闪PAM 岩模拟()(PAM)模拟()(PAM 花岗模拟()(PAM 原模拟()(PACPAC岗 PAM(岩模拟()PAC PAM岗()模拟()PAC PAM岗(花岗模拟()PAC PAM岗(原模拟()()混a pH()凝/砂b()石骨c比例角闪PAM 岩模拟(
14、)(PAM)模拟()(PAM 花岗模拟()(PAM 原模拟()(PACPAC岗 PAM(岩模拟()PAC PAM岗()模拟()PAC PAM岗(花岗模拟()PAC PAM岗(原模拟()比例角闪PAM 岩模拟()(PAM)模拟()(PAM 花岗模拟()(PAM 原模拟()(PACPAC岗 PAM(岩模拟()PAC PAM岗()模拟()PAC PAM岗(花岗模拟()PAC PAM岗(原模拟()料闪岩模拟废水SS花岗岩模拟废水SS花岗岩模拟废水SS料闪岩模拟废水SS花岗岩模拟废水SS料闪岩模拟废水SS图不同类型、单独投加和联合投加体系中 值、透光率和浊度变化情况 ,y y y 由 图 可以看 出:在
15、 控 制 投 加 浓 度 为 、投加浓度为 时,体系 值均在左右,投加 会导致体系 值出现下降;分别处理角闪岩和花岗岩模拟 废水的试验结果均表明,、的联合投加比单独使用 的絮凝效果更优,其中 与阳离子型安全与环境工程 :第 卷 的组合相较其他组合的絮凝处理效果更好;、联合投加絮凝处理后,体系上清液基本澄清,透光率与浊度数据结果也表明绝大部分 在短时间内可以得到去除。对角闪岩和花岗岩模拟 废水的 电位进行测定,其结果见图。500400300200100 0000000000000000200150100500000000000000-1000100200ZetamV电位/()角闪岩模拟()aSS
16、()花岗岩模拟()bSS-1000100200ZetamV电位/总-数总-数图角闪岩和花岗岩模拟 废水的 电位分布图 由图可知:角闪岩、花岗岩模拟 废水的表面电荷分别为 、,证明该类模拟废水中 电位均为负电位,与带正电荷的阳离子型 和两性离子型 结合的絮凝处理效果会更好,这与絮凝剂选型试验的结果一致。本文综合考虑原料成本与搅拌工艺后,将选用 与阳离子型 的组合进行试验。2.3单因素条件试验在设计响应面试验确定变量参数前,为了能更加准确地得出最优条件,首先对 投加量、投加量、快速搅拌转速和快速搅拌时间个变量开展单因素条件试验,确定最佳参数范围,其试验结果见图。花岗总/%-数/NTU1009080
17、7060花岗总/%10090807060花岗总/%1009080706020151050-数/NTU30252015105010090807060花岗总/%-数/NTU-数/NTU16141210864201086420060120 180 240/速搅拌转速/()r min-1060 120 180 240 300/速搅拌时间/s0 5 10 15 20 25 30 35 40PAMmg L投加量/()-104080120160PACmg L投加量/()-10 5 10 15 20 25 30 35 40PAMmg L投加量/()-104080120160PACmg L投加量/()-1060
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水电站 混凝土 骨料 冲洗 废水 絮凝 筛选 条件 研究 李方平
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。