复合絮凝剂(pam+磁粉)对饮用水源水处理实验研究
本实验就聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺+磁粉的方式考虑投加量、反应时间、沉降时间和pH影响因素对饮用水源水中COD、氨氮和浊度的去除效率的影响，同时将PAM和常用絮凝剂聚合氯化铝（PAC）进行对比试验，考察PAM应用于水处理的效果。结果表明（1）聚丙烯酰胺的最佳投加量为2mg/L，最佳反应时间25min，最佳沉降时间30min，水样的pH为8时，COD的去除率达到35.81%，氨氮的去除率达到26.3%，浊度的去除率达到53.95%（2）聚合氯化铝的最佳投加量为60mg/L，最佳反应时间是15min，最佳沉降时间是20min，水样的pH为8时，COD的去除率达到49.62%，氨氮的去除率达到25.06%，浊度的去除率达到74.11%（3）磁粉与聚丙烯酰胺连用时，磁粉的最佳投加量为0.75g/L，最佳反应时间为25min，最佳沉降时间为15min，pH为8时，COD、氨氮跟浊度的去除率分别为44.26%、31.14%和69.33%（4）与聚合氯化铝连用时，磁粉的最佳投加量为0.5g/L，最佳反应时间为10min，最佳沉降时间为10min，pH为8时，COD、氨氮跟浊度的去除率分别为63.77%、34.33%和85.87%（5）正交实验结论处理COD时PAM投加量为0.2mL,磁粉投加量为0.2g，沉降时间为15min，pH值为8的时候处理效果较好；处理氨氮时PAM投加量为0.2mL,磁粉投加量为0.15g，沉降时间为15min，pH值为8的时候处理效果较好。关键词 饮用水源水，CODMn，氨氮，PAM，磁粉
目录
1 绪论 1
1.1 水污染现状和危害 1
1.2微污染水处理技术 2
1.3 复合絮凝剂概述 3
1.4 磁粉的作用机理和对PAM的影响 3
1.5 课题研究内容及意义 3
2实验仪器及药品的制备 4
2.1实验仪器 4
2.2实验药品 5
2.3实验药品的制备 6
3复合絮凝剂对水中CODMn、氨氮和浊度去除性能的研究 7
3.1实验方案 7
3.2 实验步骤 7
3.3 实验指标的测定 8
3.4实验结果与分析 10
4 结论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
与展望 30
4.1 结论 30
4.2 展望 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 水污染现状和危害
1.1.1 饮用水污染现状和来源
万物起源于水，水是一切生物生存的基础，每时每刻都在使用水。众所周知，地球虽然水资源丰富，但是淡水非常少，淡水中的4/5以上又是很难被利用的冰雪，能直接利用的淡水资源就十分少。中国的水资源可以算是很匮乏，虽然中国的经济在飞速的增长，但是水资源的问题依旧得不到很好的解决。
依据中国水网发布的报告显示：2016年，在全国，有16个水源地全年超标，累计超标3个月及以上有63处[1]。全国的饮用水源地有1333处，水质超标的占其中的7.35%（98处），覆盖全国的24个省（区、市）[2]。在全国水源地中，超7成的水源地为地表水，江苏跟浙江对其污染相对严重。
水体污染的主要原因—人为污染，如生活污水、农田排水和工业废水。排放的工业废水水质成分非常的丰富，未处理达标排放造成的污染要花费很大的人力物力去处理。生活污水水体中的有机物含量比较高，容易造成腐败，同时也容易造成水体中氨氮含量的增高，也会造成水体的恶臭，产生病原菌、寄生虫等[3]。虽然最近一直在研究跟推广绿色农药，但因其成本高短时间并不能起到效果，在下雨天，过度使用的化肥和农药而产生的残留会随着雨水而移动造成污染。
1.1.2 水污染的危害
人离不开水，但饮用受到污染的水更容易危害身体的健康。目前已知水体中的有机污染物有114种可以导致致癌、致畸、致突，长期饮用会使得部分物质在体内积聚，降低人体抵抗力，引发各种疾病[4]。世卫组织的调查显示：80%左右的疾病都是与水污染有一定的关系。
我国的第一产业跟第二产业都会使用大量的水。在第一产业，农林牧渔使用受污染的水体，会导致粮食的减产和质量的降低，苗木的死亡率增加，牲畜跟鱼苗的害病率和死亡率增加，污染农田，导致土壤污染。第二产业是我国的支柱产业，受污染的水体对锅炉、管道等造成破坏，带来经济上的损失，食品跟医药更是关乎民生，使用的水体受到污染，后果更为严重[5]。第三产业的旅游业同样依赖于水，青山绿水更能引起游客前去的欲望。受污染的水体会跟随大自然水体的循环造成更大面积的水体污染，需要更多的资金去处理，浪费能源。
1.1.3 饮用水源水的特点
微污染水主要以高锰酸盐指数和氨氮[6]为参考指标。受污染程度一般比较低，但是相比较生活饮用水的标准而言偏高。
饮用水源水的特点为：常规处理难以达到饮用水质标准；混凝过程易产生副产物；一些有害微生物较难去除[7]
1.2微污染饮用水源水处理技术
微污染饮用水源水的处理是根据水质要求再结合受污染水体的现状进行相对的处理，目前采用的方法有物理法、化学法和生物处理法。物理、化学法的处理效率高，但是方法、设备、运行和操作条件复杂，而生物处理法效率高，耗资低更适合我国的国情[8]。
(1)活性炭吸附
活性炭主要是依靠微孔吸附作用对有机物进行去除。活性炭吸附在去除水中有机物的方法中较为成熟，活性炭是一种多孔物质，表面有许多孔隙，有疏水性，对于多种有机物、色度和异味可进行有效的去除，并且耗资低。虽然成本低，但是很容易残留在污泥中，很难回收，提高了生产的成本。
(2)臭氧氧化
臭氧因具有强氧化能力，能够氧化去除卤代甲烷前体物、产生异味的物质和水中溶解性有机物，也能够增加水中有机物的生化性从而提高絮凝效果[9]。虽然臭氧对人没有害处，但经臭氧处理后的含有有机物的水会将分解成存在致突变的有机小分子。
(3)光催化氧化
光催化氧化大多是n型半导体材料，利用其极强的氧化还原性，能够将受污染水中的有机物氧化分解为无机小分子物质[10]，净化效果好。但是常用于光催化氧化的TiO2细微，难以回收，同时光催化氧化的处理费跟设备也比较难得到很好的解决。
(4)生物接触氧化
是指进行充分供氧，利用微生物在填料上进行生长繁殖最终形成生物膜[11]。形成的生物膜上有很多的微生物，并且能够形成较稳定的生态系统。然后通过与水中有机物接触，进行吸附分解氧化，使水质得到提升[12]。但是在水力小的时候会导致生物膜的自行脱落，使其活性收到影响，同时填料跟其支架结构耗费也是相当的高。
1.3 复合絮凝剂概述
复合絮凝剂相比较单纯的絮凝剂，虽然两者在价格上没有太大的差距，但是复合絮凝剂使得吸附架桥能力变强[13]，使得投加量也相对应的减少，降低了成本，处理过的水体中残留的有毒物质也是相对较少。这使得复合絮凝剂使用范围非常的广。而PAC与PAM复合形成的絮凝剂是目前使用的复合絮凝剂中使用量最广的，在室温下处理效果就能达到较优的一款复合絮凝剂。
目录
1 绪论 1
1.1 水污染现状和危害 1
1.2微污染水处理技术 2
1.3 复合絮凝剂概述 3
1.4 磁粉的作用机理和对PAM的影响 3
1.5 课题研究内容及意义 3
2实验仪器及药品的制备 4
2.1实验仪器 4
2.2实验药品 5
2.3实验药品的制备 6
3复合絮凝剂对水中CODMn、氨氮和浊度去除性能的研究 7
3.1实验方案 7
3.2 实验步骤 7
3.3 实验指标的测定 8
3.4实验结果与分析 10
4 结论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
与展望 30
4.1 结论 30
4.2 展望 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 水污染现状和危害
1.1.1 饮用水污染现状和来源
万物起源于水，水是一切生物生存的基础，每时每刻都在使用水。众所周知，地球虽然水资源丰富，但是淡水非常少，淡水中的4/5以上又是很难被利用的冰雪，能直接利用的淡水资源就十分少。中国的水资源可以算是很匮乏，虽然中国的经济在飞速的增长，但是水资源的问题依旧得不到很好的解决。
依据中国水网发布的报告显示：2016年，在全国，有16个水源地全年超标，累计超标3个月及以上有63处[1]。全国的饮用水源地有1333处，水质超标的占其中的7.35%（98处），覆盖全国的24个省（区、市）[2]。在全国水源地中，超7成的水源地为地表水，江苏跟浙江对其污染相对严重。
水体污染的主要原因—人为污染，如生活污水、农田排水和工业废水。排放的工业废水水质成分非常的丰富，未处理达标排放造成的污染要花费很大的人力物力去处理。生活污水水体中的有机物含量比较高，容易造成腐败，同时也容易造成水体中氨氮含量的增高，也会造成水体的恶臭，产生病原菌、寄生虫等[3]。虽然最近一直在研究跟推广绿色农药，但因其成本高短时间并不能起到效果，在下雨天，过度使用的化肥和农药而产生的残留会随着雨水而移动造成污染。
1.1.2 水污染的危害
人离不开水，但饮用受到污染的水更容易危害身体的健康。目前已知水体中的有机污染物有114种可以导致致癌、致畸、致突，长期饮用会使得部分物质在体内积聚，降低人体抵抗力，引发各种疾病[4]。世卫组织的调查显示：80%左右的疾病都是与水污染有一定的关系。
我国的第一产业跟第二产业都会使用大量的水。在第一产业，农林牧渔使用受污染的水体，会导致粮食的减产和质量的降低，苗木的死亡率增加，牲畜跟鱼苗的害病率和死亡率增加，污染农田，导致土壤污染。第二产业是我国的支柱产业，受污染的水体对锅炉、管道等造成破坏，带来经济上的损失，食品跟医药更是关乎民生，使用的水体受到污染，后果更为严重[5]。第三产业的旅游业同样依赖于水，青山绿水更能引起游客前去的欲望。受污染的水体会跟随大自然水体的循环造成更大面积的水体污染，需要更多的资金去处理，浪费能源。
1.1.3 饮用水源水的特点
微污染水主要以高锰酸盐指数和氨氮[6]为参考指标。受污染程度一般比较低，但是相比较生活饮用水的标准而言偏高。
饮用水源水的特点为：常规处理难以达到饮用水质标准；混凝过程易产生副产物；一些有害微生物较难去除[7]
1.2微污染饮用水源水处理技术
微污染饮用水源水的处理是根据水质要求再结合受污染水体的现状进行相对的处理，目前采用的方法有物理法、化学法和生物处理法。物理、化学法的处理效率高，但是方法、设备、运行和操作条件复杂，而生物处理法效率高，耗资低更适合我国的国情[8]。
(1)活性炭吸附
活性炭主要是依靠微孔吸附作用对有机物进行去除。活性炭吸附在去除水中有机物的方法中较为成熟，活性炭是一种多孔物质，表面有许多孔隙，有疏水性，对于多种有机物、色度和异味可进行有效的去除，并且耗资低。虽然成本低，但是很容易残留在污泥中，很难回收，提高了生产的成本。
(2)臭氧氧化
臭氧因具有强氧化能力，能够氧化去除卤代甲烷前体物、产生异味的物质和水中溶解性有机物，也能够增加水中有机物的生化性从而提高絮凝效果[9]。虽然臭氧对人没有害处，但经臭氧处理后的含有有机物的水会将分解成存在致突变的有机小分子。
(3)光催化氧化
光催化氧化大多是n型半导体材料，利用其极强的氧化还原性，能够将受污染水中的有机物氧化分解为无机小分子物质[10]，净化效果好。但是常用于光催化氧化的TiO2细微，难以回收，同时光催化氧化的处理费跟设备也比较难得到很好的解决。
(4)生物接触氧化
是指进行充分供氧，利用微生物在填料上进行生长繁殖最终形成生物膜[11]。形成的生物膜上有很多的微生物，并且能够形成较稳定的生态系统。然后通过与水中有机物接触，进行吸附分解氧化，使水质得到提升[12]。但是在水力小的时候会导致生物膜的自行脱落，使其活性收到影响，同时填料跟其支架结构耗费也是相当的高。
1.3 复合絮凝剂概述
复合絮凝剂相比较单纯的絮凝剂，虽然两者在价格上没有太大的差距，但是复合絮凝剂使得吸附架桥能力变强[13]，使得投加量也相对应的减少，降低了成本，处理过的水体中残留的有毒物质也是相对较少。这使得复合絮凝剂使用范围非常的广。而PAC与PAM复合形成的絮凝剂是目前使用的复合絮凝剂中使用量最广的，在室温下处理效果就能达到较优的一款复合絮凝剂。
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