城市污水深度处理与氯消毒生态风险控制研究

【摘要】：城市再生水是解决水资源短缺和水体污染的重要途径之一,也是实现节能减排和污水资源化利用的有效方法,而消毒作为再生水处理的最后一道屏障,对整个再生水系统的公共安全起着至关重要的作用。本论文在分析城市污水二级出水基本特征与组成的基础上,针对“磁性树脂-混凝”("NDMP-PAC")与“超滤-臭氧”(“UF-03”)两种深度处理工艺,研究其对城市污水二级出水的净化效果及去除特性,并分别对其处理出水进行氯消毒以及对消毒出水水质安全保障指标评价,最后通过分析与对比,筛选出一种适用于城市污水深度处理的最佳工艺。 选取河南郑州、江苏南京及盐城三家有代表性的城市污水厂的二级出水进行实验,分别以A、B、C厂表示。研究表明,城市污水二级出水中含有不同分子量、亲疏水性的溶解态有机物(EfOM),其中小分子量(1000Da.1000-2500Da)组分、疏水性(HPO-A+HPO-N)组分所占比例较大,并且有较多的共轭双键、苯环、羰基、共轭羰基等官能团(以特征紫外吸光度SUVA值综合表征)存在,而这些组分或官能团恰好是重要的消毒副产物(DBPs)前体物。与小分子量、疏水性组分比例以及SUVA值的大小关系相一致,C厂二级出水中单位TOC的三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)生成势(THMPC、HAAPC)最高,A厂次之,B厂最低。二级出水经氯消毒后,由于DBPs的生成,急、慢性生物毒性均明显上升。 二级出水分别经过"NDMP-PAC"与“UF-O3”两种工艺处理后,有机物浓度、DBPs生成势以及氯消毒出水的生物毒性均得到有效的降低,但相比之下,"NDMP-PAC"优于“UF-O3”工艺。"NDMP-PAC"工艺对A、B、C厂二级出水的TOC去除率分别为49.88%、54.03%、44.35%,UV254去除率分别为60.14%、79.80%、59.02%："NDMP-PAC"工艺对DBPs生成势大的小分子、疏水性组分以及SUVA值均表现出良好的去除能力,而“UF-03”工艺对上述三种指标的去除能力相对较差。由于在有机物浓度及DBPs生成势削减方面的优势,"NDMP-PAC"工艺对消毒出水生物毒性的削减效果优于“UF-O3”工艺。此外,"NDMP-PAC"工艺的使用成本相对更低,经济性更强。综上所述,与“UF-O3”相比,"NDMP-PAC"工艺更适用于城市污水的深度处理,是一种高效、可行、安全、经济的再生水制备方法。 【关键词】：城市污水 再生水 磁性树脂 混凝 超滤 臭氧 氯消毒
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 前言11-28
• 1.1 城市再生水制备与利用11-18
• 1.1.1 城市再生水利用的意义11-13
• 1.1.2 城市污水再生工艺13-18
• 1.2 再生水消毒工艺18-22
• 1.2.1 消毒的必要性18-19
• 1.2.2 消毒方式研究现状19-21
• 1.2.3 消毒水质安全保障指标21-22
• 1.3 课题研究内容及意义22-24
• 参考文献24-28
• 第二章 二级出水表征及氯消毒水质安全保障指标评价28-49
• 2.1 引言28-29
• 2.2 本章研究内容29
• 2.3 实验部分29-38
• 2.3.1 实验材料29-32
• 2.3.2 实验方法32-38
• 2.4 结果与讨论38-44
• 2.4.1 二级出水表征38-42
• 2.4.2 氯消毒水质安全保障指标评价42-44
• 2.5 本章小结44-46
• 参考文献46-49
• 第三章 “树脂吸附-混凝-氯消毒”水质安全保障指标评价49-66
• 3.1 引言49-50
• 3.2 本章研究内容50
• 3.3 实验部分50-56
• 3.3.1 实验材料50-53
• 3.3.2 实验方法53-56
• 3.4 结果与讨论56-63
• 3.4.1 “NDMP-PAC”工艺及出水表征56-60
• 3.4.2 “NDMP-PAC-氯消毒”水质安全保障指标评价60-63
• 3.5 本章小结63-64
• 参考文献64-66
• 第四章 “超滤-臭氧氧化-氯消毒”水质安全保障指标评价66-78
• 4.1 引言66
• 4.2 本章研究内容66-67
• 4.3 实验部分67-70
• 4.3.1 实验材料67-69
• 4.3.2 实验方法69-70
• 4.4 结果与讨论70-76
• 4.4.1 “UF-O_3”工艺及出水水质评价70-72
• 4.4.2 “NDMP-PAC”与“UF-O_3”对比72-76
• 4.5 本章小结76-77
• 参考文献77-78
• 第五章 总结与展望78-80
• 5.1 论文总结78-79
• 5.2 论文展望79-80
• 攻读硕士学位期间的主要科研成果80-81
• 致谢81-82

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