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探究聚股票配资世界淨水效果的影響因素及最佳使用環境

發布時間:2016-03-02 出自:配资盘 已被浏覽:282 次

目前,在自来水生産工藝流程中,大多數自来水廠以聚股票配资世界(pAC)作为混凝劑,PAC可有效降低原水的濁度,使出廠水达到國家标準。然而,鑒于我國國情,目前PAC的投加仍以经验为主,沒有根據具體水質情況進行定量控制,過量投加PAC不僅增加了生産成本,而且對人體有害。为了降低生産成本和減少企业安全風險,進一步加強自动化控制,筆者以長江蕪湖段水源水为試验原水,以沉澱出水的濁度作为檢測指标,通過單因素試验研究原水濁度、溫度、pH值、反應時間、PAC投加量等因素的影響,在此基礎上進行響應面分析優化并進行試验验证,以期为實際生産提供依據,为加藥系統的自动化程序控制提供理論基礎。

1試验材料與方法

1.1試验材料

試验原水采用長江蕪湖段水源水,其濁度为35—75NTU、pH值为6.5~8.5、水溫为12~26℃。

試验儀器:六聯程控混凝試验攪拌儀;散射式濁度儀。

1.2試验方法

試验以某市自来水廠的實際生産情況、混凝劑投加量與該廠沉澱池出水濁度标準(1—8NTU)作为參考,通過混凝攪拌試验确定與實際生産較为吻合的研究條件。在一組燒杯中加入1000mL水樣并置于六聯混凝攪拌儀中,加入混凝劑PAC,在400r/min下快速攪拌1min、在120r/min下中速攪拌5min、在30r/min下低速攪拌10min,靜置30min,然後于液面下2cm處取上清液測定其濁度,即为沉澱出水濁度。

2結果與讨論

2.1單因素試验結果與讨論

2.1.1原水溫度對沉澱出水濁度的影響

原水溫度對水中雜質的種類、微生物的生長有着密切的影響,同時在不同溫度下PAC的反應速度有着明顯的差異。試验中,随着原水溫度由14℃逐漸升高到26℃,PAC的混凝效果越来越好,沉澱出水濁度由7NTU逐漸降至3NTU。

2.1.2原水pH值對沉澱出水濁度的影響

原水pH值對沉澱出水濁度的影響見圖1。pH值對水中雜質及顆粒的存在形态等有着重要影響,故而與混凝劑的混凝作用有着密切關聯。在pH值偏酸性時,混凝劑水解受到一定的限制,其化合物中高分子物質存在較少,混凝作用較差;在偏弱堿性條件下混凝劑的混凝效果較好,能有效降低出水濁度;而堿性過高時,會生成帶負電荷的絡合離子,也不能發揮很好的混凝作用。
圖1 原水PH值對沉澱出水濁度的影響

2.1.3原水濁度對沉澱出水濁度的影響

試验結果表明,原水濁度直接影響PAC的混凝效果,在長江原水水質正常濁度變化範圍内,沉澱出水濁度随原水濁度的增加而線性增加。

2.1.4攪拌速度對沉澱出水濁度的影響

攪拌速度(中速攪拌)對沉澱出水濁度的影響見圖2。适度的攪拌能使PAC與懸浮顆粒物充分混勻,混凝沉澱效果更加明顯;但是過度的攪拌産生的剪切力較大,導致絮體發生破碎現象,難以沉澱,處理效果也降低,故而應選擇合适的轉速進行試验。
圖2  攪拌速度對沉澱出水濁度的影響

2.1.5PAC投加量對沉澱出水濁度的影響

在試验中,當PAC投加量從6mg/L增至14mg/L時,沉澱出水濁度先降後升,其中當PAC投加量为12mg/L時沉澱出水濁度最低,此時混凝效果最好。这是因为當混凝劑投加量較少時,混凝不充分;而當混凝劑投加量較大時,膠體顆粒由于吸附了過多的負離子,使得顆粒趨于分散狀态,不利于顆粒自由沉澱。

2.1.6沉澱時間對沉澱出水濁度的影響

試验中,随着沉澱時間的延長,沉澱出水濁度逐漸降低,當沉澱時間达到120min時,沉澱出水濁度达到穩定,繼續延長沉澱時間,濁度變化不大。

2.2響應面分析法試验結果與讨論

在單因素試验的基礎上設計響應面分析,以确定最佳的淨水工藝參數。

2.2.1Plackett-Burman試验

Plackett-Burman試验對影響沉澱出水濁度的8個因子(原水濁度、溫度、pH值、反應時間、PAC投加量、攪拌速度、攪拌時間、沉澱時間)進行篩選,結果表明,原水溫度、pH值和PAC投加量對沉澱出水的濁度影響較大。为此進一步通過爬坡試验和響應面試验進行優化研究。

2.2.2最陡爬坡試验

最陡爬坡試验設計及結果如表1所示。可以看出,沉澱出水濁度随着關鍵因素的變化而變化,其最低值出現在第4組,为2.06NTU,說明此時原水溫度、pH值、PAC投加量的值接近最優,故選擇第4組作为中心點,進一步對淨水工藝進行優化研究。
表1  最陡爬坡試验設計與結果

2.2.3Box-Behnken設計試验優化

Box-Behnken試验以沉澱出水濁度为響應值,對原水溫度(X1)、pH值(x2)、PAC投加量(X3)3個影響因素進行優化分析。

對此回歸方程的方差分析表明,該模型極顯著。在該模型各參數中,X1對沉澱出水濁度有較顯著的影響,即原水溫度是對試验結果影響較大的因子;x12、x22、x32對沉澱出水濁度的影響也达到了顯著水平,說明原水溫度、原水pH值、PAC投加量的影響也是二次關系。該模型的相關系數R2=0.9923,修正決定系數R2adj=0.9785,表明該模型的預測值和實測值拟合良好,可以很好地解釋響應值的變化。

用軟件對回歸模型進行響應面分析,得到各響應面立體分析圖和等高線圖,由圖及軟件分析可知,回歸方程存在穩定點。通過分析可知,X,、X:、弘的編碼值分别为20.0105、-0.000978、0.009094,即原水溫度、原水pH值、PAC投加量分别为23.0105℃、7.499、12.009094mg/L,此條件下預測得到的沉澱出水濁度为1.5545NTU。

2.2.4試验結果验证

根據上述試验結果,为方便實際操作及考慮裝置的可操作性,将最優參數調整如下:原水溫度为23.0℃、原水pH值为7.5、PAC投加量为12mg/L,進行試验验证,在此條件下測得的沉澱出水濁度为1.45NTU,與理論值的偏差为6.7%,证明該試验研究結果較为可靠。

3結論

首先通過單因素試验确定攪拌速度、原水溫度、原水pH值、沉澱時間、PAC投加量等與沉澱出水濁度的關系。Plackett-Burman試验結果顯示,原水溫度、原水pH值及PAC投加量對沉澱出水濁度的影響較大,響應面法分析結果顯示,當原水溫度为23.0℃、原水pH值为7.5、PAC投加量为12mg/L時,沉澱出水濁度最低,其值为1.45NTU。

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