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兰州交通大学毕业论文 1 1 绪论 1 .1 黄河水污染概况随着黄河流域经济的高速发展和人口的急剧膨胀,废污水排放量与日俱增,据统计: 2O世纪 7O年代初年废水排放量为 ,8O年代初为 ,90年代初为 , 2OO1 年为 ,到2O1O 年达到 65亿t,黄河受纳的废水主要来自湟水、大黑河、汾河、渭河、洛河和大汶河等 6条支流和干流的刘家峡至花园口河段,其中西宁、兰州、银川、包头、呼和浩特、太原、宝鸡、咸阳、西安、洛阳等城市河段集中了流域总量 4O%的污水,监测资料表明,黄河干流 2O世纪 8O年代初水质良好,9O%以上的河段水质为国家《地面水环境质量标准》的I类和Ⅱ类,9O年代初水质为 I类和Ⅱ类的河段比例下降到 63%,9O 年代末水质明显恶化,I类和Ⅱ类的河长仅占总河长的 39%,水质劣于Ⅲ类(简称超标)河长占总河长的比例达 58%;200O 年以后水质急剧恶化,2OO3 年超标河长达 % 。《2004 年黄河流域水资源质量公报》显示:干流 32个监测断面中,%的断面水质劣于Ⅲ类, 其中Ⅳ类占 %, V类占 % ,劣 V类占 %, 严重污染区段主要分布在兰州、石嘴山、包头、潼关至三门峡、小浪底至花园口等河段;主要支流 51个监测断面中, % 的断面水质劣于Ⅲ类,其中Ⅳ,V类各占 %, 劣V类占 % ,渭河、汾河、蟒沁河等支流污染尤为严重;流域 29个省界监测断面中, % 的断面水质劣于Ⅲ类,其中Ⅳ,% % ,劣 V类占 % ;70% 的沿黄城市集中饮用水水源地不能满足水质标准要求。干、支流的主要超标项目为氨氮(NH 3一N),化学需氧量(C0D) ,高锰酸盐指数,生化需氧量(BO D 5),溶解氧(D0) ,挥发酚、石油类、总磷、总铅、总***、总镉等。目前, 流域内仅有兰州、包头、呼和浩特、太原、西安等几个大城市修建有城市污水处理厂, 但是污水处理能力小、处理效率低,致使工业生产和生活所产生的大量废污水未经处理或处理不当就直接排入黄河,加之农用化学品(化肥、农药)的土壤渗漏和地表径流,造成了黄河水体日益严重的污染[1]。 无机絮凝剂发展概述 絮凝剂的定义目前,在大量的科技文献上,关于絮凝剂的提法和命名尚不统一。有的学者把絮凝兰州交通大学毕业论文 2 剂称为凝聚剂、聚凝剂,而有的学者把无机絮凝剂称作混凝剂,把有机絮凝剂称作絮凝剂。国外的学者用 coagulant 来表示混凝剂,用 ulant 来表示絮凝剂。尽管命名各不相同,但实际所指的物质是相同的,其含义都是指的一种水处理药剂,该药剂投加到废水中能使其产生絮状物沉淀,使小颗粒的溶质聚集成较大的颗粒,然后通过沉淀、过滤等分离介质。基于这一点,絮凝剂确切的定义为:凡是能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。这样一来,无论是有机药剂还是无机药剂,只要能起到絮凝作用,都叫做絮凝剂[2]。 无机絮凝剂的分类在生活污水和工业废水处理工艺中,絮凝过程是应用最普遍的关键环节之一。它决定着后续流程的运行状况,最终出水质量和成本费用。而无机絮凝剂则是絮凝技术应用中的关键,由于其具有价廉、原料易得等优点,从而在絮凝技术中占据重要的地位,以致得到广泛的应用[3~4] 。无机絮凝剂按其分子量的大小,可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。无机低分子絮凝剂价格低、货源充足、运输存储方便,目前在工业水处理中占一定比例。但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了由低分子向高分子的转变。现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。(1)聚合铝类絮凝剂聚合铝水解产生的高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。它们通过羟基式桥联作用,处于亚稳定状态。其中 OH -与Al 3+(一般称盐基度或碱基度)的比值对絮凝效果影响很大。通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀, 导致絮凝效果降低。研究表明,盐基度在 75% ~85% 时最佳,此时絮凝体产生速度快、颗粒大而重,沉淀性能好。聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊,除色效果明显等特点。在工业水处理中得到广泛的应用。值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。(2)聚合铁类絮凝剂聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。其主要类型有聚硫酸铁、聚***化铁、聚***化硫酸铁等等。总体来说,聚合铁