（环境科学与工程专业论文）合流制雨水泵站紧急除黑技术研究.pdf

a b s t r a c t i nac o m b i n e ds e w e rs y s t e m w a s t e w a t e ra n ds t o r mw a t e rr t m o f ra r ec o l l e c t e da n dc a r r i e di n t h es 锄es e w e rl i n e w h e nt h ec a p a c i t yo ft h ei n t e r c e p t i o ni sr e a c h e di nr a i nd a y s ，o v e r f l o w s ， w h i c ha r cc a l l e d c o m b i n e ds e w e ro v e r f l o w s ( c s o , ) ，o c c u rt ot h er e c e i v i n gw a t e r s b a s e do n t h el i t e r a t o r er e v i e wo f t h ep o l l u t i o np r o b l e m si n d u c e db yc s o a n dt h er e l a t i v ec o n t r o ls t r a t e g i e s ， t h er c a s o na sw e l l t h eq u a n t i t a t i v ei n d i c a t i o na n dt h er e m o v a lt e c h n o l o g yo ft h ed a r kc o l o r c a u s e db yc s o w a si n v e s t i g a t e di nt h i sr c p o l t t h i sr e s e a r c he n v f t st h ef o l l o w i n gp o i n t s ：1 t h e q u a n t i t a t i v ei n d i c a t i o no ft h ed a r kc o l o rc a u s e db yc s o , w a ss t u d i e d 2 am o d e lo fa s s e m b l y s y s t e mf o rc s o sp o l l u t i o nc o n t r o lw a sd e s i g n e d 3 t h ee n g i n e e r i n gp r a c t i c er e s e a r c ho fc s o s p o l l u t i o nc o n t r o li ne m e r g e n ts i t u a t i o nw a gp e r f o r m e d 4 t h eo p t i m i z e dm e t h o d so f t h ed a r kc o l o r r e m o v a lt e c h n o l o g yw e r es t u d i e d 5 a na i r - b l o w e rs y s t e mw a sd e s i g n e df o re a s tt i a n l i nr o a d p u m ps t a t i o n 6 e c o n o m i ce v a l u a t i o n so f t h ed a r kc o l o rr e m o v a le n g i n e e r i n go f t h ep u m ps t a t i o n w e r ec a r r i e do u t t h er e s u l to f t h es t u d ys h o w e dt h a t ：1 t h el u m i n o u sf l u xo f t r a n s m i t t i n gb e a m s c a l lb ea p p l i e df o re s t i m a t i n gt h ed o s a g eo fn a c i o i t sa p p l i c a b l ef o re n g i n e e r i n gu s e 2 c o n s i d e r i n gc i e sr e c o m m e n d a t i o n t h el e v e l so fd a r kc o l o ro fc s o sc a nb ec o m p a r e da n d d e s c r i b e du n d e rl i g h ts o u r c ed 6 5 3 t h ed a r kc o l o ro fc s o sc a l lb ec o m i d e r e dr e m o v e dg i v i n g t h a tt h ec i e l 9 7 6v a l u eo f c s o su n d e rl i g h ts o o r c ed o si sa b o v e9 1 4 t h eu s eo f c a ( o h hc a n g r e a t l yh e l pc a ( c i o ) 2a n dn a c l 0 t or e m o v ed a r kc o l o r b u ts i m u l t a n e o u s l yi tw i l lc a u s eah i g h p h w i t has a m ec o n s u m p t i o no f 【c u ，c a ( o o hi sm o r ee f f e c t i v et h a nn a c i oi nd a r kr e m o v a l b e u 辩o ft h ef l o c c u l a t i o na n ds e d i m e n t a t i o ne f f e c t so f 【c a z + 】c a ( c l o hp c j o r m st h eb e s t b e c a u s eo fi t sb o t he c o n o m i c a la n da p p l i c a b l e i nt h el a b o r a t o r y , t h ef e a s i b l ed o s a g eo f 【c i 。】i s 1 4 0m g l 5 d a r kc o l o rr e m o v a le f f e c t sc a nb eh i g h l yi m p r o v e db yc o n t i n u o u sa i rb l o wa e r a t i o n ， a n df i n a l l yb cs t a b l e t h ep a r a m e t e ro fd ov a l u ec b ea p p l i e df o rt h i sp r o c e s s i no r d e rt og e t t h e m o s t c o s t e f f e c t i v es u b s t a n c e o f d a r k c o l o r r e m o v a l ，a i r b l o w a e r a t i o n i s n c e d e d , w h i l e i nr a i n y d a y sc a ( c l o hs h o u l db ea d o p t e da sw e l l k e yw o r d s c o m b i n e ds e w e rs y s t e m ，o v e r f l o w s ( c s 0 3 , d a r kc o l o rr e m o v a l ，s o d i u m h y p o c h l o r i t e ，c a l c i u mh y p e c h l o r i t e ，a e r a t i o n 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规 定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和 电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影 印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目 录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权 按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子 版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分 或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：哥锄卅 o h 子年2 月f j 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年 月日年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：俐 泸学年2 月o 日 第1 章概述 1 1 城市河流黑臭问题的提出 河流为城市提供饮朋水源和舟榛交通之利，对城市的存在形态及经济发展 起着非常重要的作用。然而，城市河流历来被人们视为城市废水和生活污水的 主要捧污通道和摊污场所。随着城市化步伐的加快和工业化程度的提高，那些 城市赖以生存的母亲河已遭到h 益严重的污染，水体出现季节性或终年黑臭。 城布河流出现黑臭，已成为我陶许多大、中城市共同存在的污染问题，尤其在 近海城i f i 霸】水喇地区。 2 0 0 6 年我国环境状况公报显示：全蹦地表水总体水质属中度污染，在幽家 环境监测网实际监测的7 4 5 个地表水监测断面中，l i i i 类，l v 、v 类，劣v 类 水质断面比例分别为4 0 、3 2 和2 8 。其中，珠江、长眭水质良好，松花江、 黄河、淮河为中度污染，辽河、海河为重度污染。巢湖水质为v 类太湖和滇 池为劣v 类。今年入夏以来，太湖暴发蓝藻，严重危及无锡群众饮水安全，引 起社会高度关注这些状况说明，我国流域经济快速发展，增长方式仍然粗放， 污染物捧放腾商不下，相当多的渡河湖泊污染已不堪熏负。生态系统急剧恶化 2 0 0 6 上海市环境状况公报中也指出：近5 年( 2 0 0 1 2 0 0 5 年) 的监测数据显示， 2 0 0 1 年2 0 0 4 年苏州河总体水质呈下降趋势，虽然2 0 0 5 年总体水质状况有所 好转，但匀鹤新面的水质仍未达到相应的功能区要求。而影响水质的所谓“黑 炱”0 1 ，从字面意思来说，在视觉上水体的颜色是黑色或泛黑色，并且在嗅觉上 能刺激入的嗅觉器官，引起人们不愉快或厌恶的气味。l a z a r o 指出河流“黑臭” 现象其实是一种生物化学现象水体中有机物质的灰氧分解。有机物质在分 解过程中等i 起耗氧大予复氧，造成缺氧环境，厌氧微生物分解有机物产生大量 有臭气体如甲烷、硫化氨、氨等逸出水面进入大气，致使水体黑毖。 城市河流黑臭的危害主要导致：( 1 ) 水质型缺水，饮用水源告急；( 2 ) 掰住环 境恶化，身体健康受损：0 ) 河流生态系统被破坏，城市景观遭损害；( 4 ) 经济可 持续性发展受影响。 第1 章概述 1 2 城市河流黑臭控制技术概况 1 2 1 城市河流水体黑臭影响因素及特性分析 ( 1 ) c s o s 排放的影响 在截流式合流制排水系统( c o m b i n e ds e w e rs y s t e m ，c s s ) 中，城市污水和雨 水在同一管网系统得到收集、输送和排放。同时，管网在沿水体的方向上设置 一条或多条截流干管及若干个溢流井。晴天，截流干管以非满流方式将生活污 水输送到下游污水处理厂处理后排放。雨天，当径流雨水和城市污水的混合污 水流量超过截流干管的设计能力或污水处理厂的处理能力时，一部分的雨污混 合水将以溢流方式直接排入水体口l ，称作合流制排水系统污水溢流( c o m b i n e d s e w e ro v e r f l o w s ，c s o s ) 2 - 3 。 c s o s 收集了生活污水、工业废水、雨水三种性质不同的水体，以及晴天时 形成的腐烂的沟道底泥，含有大量的污染物，而且污染物的量也根据各种水量 的比例不同而不同，主要包括：有机物、营养盐、s s 、致病微生物、其他有毒 有害物质如重金属、含氯有机物等【4 捌。 目前我国很多城市的排水管网仍为雨污水合流制，当雨天时雨水量过大会 发生合流污水溢流情况，不经处理的污水排入水体，严重超出了水质标准，将 会对水体环境产生严重污染。c s o s 不经处理直接外排将会造成严重危害：河流 水体发黑，将引起人体感官不适。c s o s 中大量的有机物排入水体，过量的有机 物质在分解过程中引起耗氧大于复氧，造成缺氧环境，厌氧微生物分解有机物 产生大量有臭气体( 如硫化氢、氨) 以及致黑物质( 如硫化锰、硫化铁等) 。这些物 质对城市水体污染相当严重。 ( 2 ) 水体有机污染负荷的影响 全世界很多城市都依河而筑，城市河流已成为城市工业废水、居民生活污 水的主要排放场所。污染源的失控致使许多河流及其支流失去自净能力，水质 恶化，内河水质也不容乐观。随着工业废水、生活污水以及农业化肥用水的大 量排放，河流中有机碳污染物( c o d m n 、b o d s ) 、有机氮污染物以及含磷化合物 负荷不断加大，水体中有机物急剧增加。水体发生黑臭主要是有机污染物发生 生物化学作用的结果【1 0 ，6 ，7 引。由于水体中好氧微生物利用充足的有机物大量繁 殖，藻类等水生生物极度生长，水体中溶解氧迅速降低【”，随着水中氧气的大量 消耗，好氧菌死亡，厌氧荫繁衍迅速，有机污染物在厌氧环境中经脱硫基作用 2 第1 章概述 产生硫化氢，从而导致硫化铁的形成而使河道黑臭。 ( 3 1 底层污泥以及底质的再悬浮作用的影响 城市河流污染的特点就是不仅其水质受到严重污染，其底泥的污染 1 , 1 0 j h 也 非常严重。水体中的大量污染物沉淀并累积在河流底泥中，可以说，底泥是排 入河流中各种污染的主要归属之一。但污染了的底泥还会对河流造成二次污染。 在物理、化学和生物等一系列作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发 生交换，从而向河流中释放污染物质，使河流发生二次污染。引起水体中的有 机污染物含量增加，导致河流黑臭。同时，底泥还是大量微生物繁殖的温床， 其中放线菌和蓝藻类对水体黑臭的贡献最大。 因此，在合适环境条件下，底泥中放线菌的大量繁殖是引起河流黑臭的一 大因素。沉积在河床底部的污泥，由于水流的冲刷、船舶的运行，大型工程的 建立以及生物活动，均能引起底泥再悬浮。悬浮于水流中的底泥颗粒本身对水 体也起着致黑的作用，有专家研究得出悬浮颗粒物中主要致黑成分为易被氧化 的硫化亚铁和硫化亚锰。另外，本身有颜色的则直接参与致黑。上海大学应太 林等在1 9 9 7 年还对不同扰动下底泥再悬浮对苏州河黑臭的影响研究中得出随着 扰动速度的增加可以加剧河流水质的黑臭程度，见表1 1 。 由表1 1 可见，随着搅拌速度的增加，在水体中，d o 相应下降，其他参数 n h 3 - n 、c o d m 、e h 、p h 、电导率、s 2 。、f d - 、色度等均相应增加，黑臭指数增 加较多。底泥中的c o d 则有所下降。因此，搅拌启动可以加剧河体水质的黑臭 程度，这对于船只航行频繁的苏州河来说，是一个致黑臭不可忽视的因素。 ( 4 ) 水体热污染的影响 城市河流热污染【l 】指河流两岸工厂向水体排放的高温废水，如电站的冷却 水，它不仅能威胁到河流中水生生物的繁殖和生存，同时它使局部甚至整个河 流的水温上升。而水温是促进水体发臭的一个重要因素。有研究表明，水体温 度低于8 和高于3 5 c 时，河流一般不产生黑臭，因为在这个温度段内放线菌 分解有机污染物，产生乔司眯的活动受到抑制。而在2 5 时放线菌的繁殖达到 最高，河流的黑臭也达到最大。因此当河流受到有机物污染且水温适宜的情况 下，微生物强烈的活动会使水体中的有机物质大量分解，生成各种发臭物质， 从而引起河流出现不同程度的黑臭。黄浦江水体的热污染主要是造纸、发电、 印染、石油、冶金、化工、机械等行业的温排水所造成的。 第1 章概述 表1 1 搅拌速度对底泥再悬浮过程的影响( 用西藏路桥断面底泥) ” 测试指标l2345 搅拌速度( r m i n )5 0 07 5 01 0 0 01 2 0 01 5 0 0 d o f m g l l 3 83 i2 72 11 8 n h 3 - n ( m l ) 3 8 34 2 14 875 2 1 3 6 0 2 c o d m j m g l ) 3 0 4 4 675 0 15 8 36 1 2 e h ( m v ) l1223 p h 7 2 7 5 7 67 88 1 电导率( “s c m ) 6 47 07 47 8 8 4 s 。( m l j 1 5 _ 31 8 50 12 432 9 5 f e 。( m l ) 8 41 0 1l i 41 3 11 5 2 色度( 倍)4 51 2 02 0 03 5 04 0 0 黑度指数4 55 56 98 09 8 底泥中c o d c r ( e c r g ) 3 7 83 2 53 0 62 8 32 6 3 底泥搅动状况无彩i z 悬浮微细粒子开始悬浮部分搅起底泥伞部启动 注：上表中黑臭指数足采j 】上海自来水公司根据多年的实际经验，综合氨氮与溶解氧饱 和百分率之间的相互关系提出的概念，其计算公式”“为： 黑臭指数= 纂纂妻篓翥 攒j b 竿军l 头删但 实测水温的溶解氧饱和值 ( 5 ) 其他因素的影响 重金属污染：重金属污染也是城市河流污染类型的一种，它对河流黑臭的 贡献主要在于水体中铁锰的含量，悬浮物质中的铁锰是重要的致黑因子之一。 航运：城市河流的主要功能之一就是航运。船舶污染是一种综合性的污染， 但总体来说主要和运输货物的性质、船上的生活污水、垃圾、粪便以及废油的 排放有关。而航运对河流产生黑臭还有一大贡献就是它会导致河流沉积物发生 再悬浮。 除此以外，还有垃圾的随意堆放、城市暴雨径流、支流泄水或上游的污水 等等对河流的黑臭均具有不同程度的贡献。 1 2 - 2 城市河流水体黑臭评价标准和方法的研究现状 河流黑臭评价1 1 3 , 1 4 实际上是水环境质量的一种现状评价。上海市自来水公司 根据多年的实践经验，提出黄浦江水体黑臭的评价方法( 污染指数法) 【1 2 】，主要采 用水体中n h 3 - n 实测值和d o 饱和百分率的比值进行评价，长期应用于自来水 的水质状况的分析：上海市高校协作组在研究黄浦江时，也提出一种有机污染 综合评价法( a ) ，采用b o d 5 、c 0 d 。、n h 3 n 和d o 的实测值和标准值的比值之 4 第l 章概述 和进行评价；还有专家提出较为简单的评价方法一单一指数法，只考虑溶解氧 的水平：其他的评价方法，有迭加型指数法、均值型指数法、加权法、水质指 数法、聚类分析法、模糊分析法等评价方法【1 4 】。值得注意的是，污染指数法和 有机污染综合评价法是上海的科技工作者在上海黄浦江水系长期进行有机污染 研究的基础上总结出来的两种方法，与苏州河的水污染状况较为接近，对苏州 河黑臭评价方法的制定具有指导意义。对其余河流黑的臭评价方法因根据其污 染特性选择与之相适应的方法。 ( 1 ) 污染指数法 黑臭指数= 氨氮实测数( r a g ) 鳖笙墨兰型堕 + o 4 ( 1 1 ) 实测水温的溶解氧饱和值 式中：0 4 _ 修正系数 当污染指数 5 时，水体就出现黑臭，表明水质受到严重污染；污染指数 7 5 时，表明水质受到极严重污染，黑臭加重。以苏州河为例进行实况分析，苏 州河的黑臭指数以7 5 作为控制指标更能反映实际情况。 ( 2 ) 有机污染综合评价法( a ) 有机污染综厶评价值一2 器+ 器+ 而n h 而3 - n i 一嚣 ( 1 _ 2 ) 式中：b o i ) i 、c o d ，、n 地- n 。、d o 。实测值：b o d 0 、c o d o 、n l s - n o ，d 甜一标准值。 有机污染分为5 级，有机污染程度从良好到严重污染，其中3 级表明开 始出现污染；其标准值即为研究确定的水质标准，则3 级表明开始出现黑臭状 况，即a 值为2 3 ，4 级( a 值为3 4 ) 表明水体呈黑臭状态，5 级( a 值 4 ) 时水体 为严重黑臭，0 级( a 值 。一d h 一o r p 七= 纸 一， 、 r ， 6 0 0 5 0 0 4 0 0o 3 0 03 2 0 0 髫 1 0 0 0 04 08 01 2 01 6 02 0 0 c a ( c l o ) 2 投加量( m g l ) 名 。 世 鼎 鬟 j 盈 蛔 ( a ) p h 、o r p 变化情况( b ) 透过光强度变化情况 图3 1 3p i t 、o r p 、透过光强度与c a ( c 1 0 ) 2 投加量的关系( s s = 1 0 0 0 m g l ) 由图3 1 2 和图3 1 3 可知，s s - - 1 0 0 0 m g l 时要达到理想的除黑效果，次氯 酸钙投加量需在1 6 0 m g l 以上。随着投加量的增加，水体的黑色逐渐褪去。当 投加量增大到8 0 m g l 以上时，水体的透过光强度不再随着投加量的增大而增大， 而是维持在7 0 l u x 左右。由图3 1 2 ( a ) 和图3 1 3 ( b ) 对比可知，在同样的次氯酸钙 投加量下，反应后静置i m i n 水体的黑度较刚反应后有大幅度的降低，在工程实 际中若能够提供一定的静置时间，将会大大减小c s o s 除黑的药剂投加量，从而 减少经济负担。 未加次氯酸钙时原水透过光强度为l o l u x ，该值作为后面三组试验的初始控 制透过光强度。 2 ) s s = 8 0 0 m g l 时试验结果 试验结果详见图3 1 4 与图3 1 5 。图3 1 4 ( a ) 为搅拌后拍照，图3 1 4 ( b ) 为搅 拌后静置i m i n 拍照，各水样从左至右投加次氯酸钙的浓度依次为：o m g ：l 、 3 0 m g l 、6 0 m g l 、9 0 m g l 、1 2 0 m g l 及1 5 0 m g l 。 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 l o o 8 o 毛6 o 4 o 2 o o o 刮拉拌后 ( b j 札拌u 静赶l m l n 图3 1 4s s = 8 0 0 m g l 的c s o s 除黑效果比较 ( 从左至右次氧酸钙的投加量依次为：o 、3 0 、6 0 、9 0 、1 2 0 、1 5 0 m g l ) 一p h i 卜一o r p 一透过光强度 6 0 0 5 0 0 4 0 0 童 3 0 0 害 2 0 0 1 0 0 3 0 j 2 5 殛2 0 婴1 5 召1 0 5 ，7 、 ， 03 08 09 01 2 01 5 003 06 09 01 2 01 5 0 c a ( c l o ) 2 投加量( r a g l )c a ( c l o ) 2 投加量( m g l ) ( a ) p h 、o r p 变化情况( b ) 透过光强度变化情况 图3 1 5p h 、o r p 、透过光强度与c a ( c 1 0 ) 2 投加量的关系( s s = 8 0 0 m g l ) 由图3 1 4 和图3 1 5 可知，s s = 8 0 0 m g l 时要达到理想的除黑效果，次氯 酸钙投加量需在1 2 0 m g l 以上。反应后水体颜色的变化与s s = 1 0 0 0 m g l 的情况 下类似。不同次氯酸钙投加量下反应后的p h 基本在8 曲之间波动，o r p 随着投 加量的增大而增加。从投加量3 0 m g l 增大到i s o m g l ，反应后水体透过光强度 基本都在2 0 2 5 l u x 之间波动，其间差异较小。 3 ) s s = 6 0 0 m g l 时试验结果 试验结果详见图3 1 6 与图3 1 7 。图3 1 6 ( a ) 为搅拌后拍照，图3 1 6 ( b ) 为搅 拌后静置l m i n 拍照，各水样从左至右投加次氯酸钙的浓度依次为：o m g l 、 2 0 m g l 、4 0 m g l 、6 0 m g l 、8 0 m g l 及l o o m g l 。 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 1 0 0 9 0 = 8 0 7 0 6 0 5 0 l b ，挑抖u 静直l m t n 图3 1 6s s = 6 0 0 m g l 的c s o s 除黑效果比较 ( 从左至右次氯酸钙的投加量依次为：o 、2 0 、4 0 、6 0 ，8 0 、1 0 0 m g l ) 一透过光强度 ( a ) p h ，o r p 变化情况( b ) 透过光强度变化情况 图3 1 7p h 、o r p 、透过光强度与c a ( c l o ) z 投加量的关系( s s = 6 0 0 m g l ) 由图3 1 6 和图3 1 7 可知，s s = 6 0 0 m g l 时要达到理想的除黑效果，次氯 酸钙投加量需在s o m g m 以上。反应后水体颜色的变化与s s = 1 0 0 0 m g l 或 8 0 0 m g l 的情况下类似。不同次氯酸钙投加量下的p h 、o r p 变化情况同1 ) 和2 ) 。 在投加量从4 0 m g l 增大到6 0 m g l 水体的透过光强度突然回落，此后再加大投 加量基本维持在1 8 l u x 左右。大致上，不同次氯酸钙投加量下反应后水体的透 过光强度在1 8 2 5 l u x 之间变化，水体的透光性能变化不明显。 4 ) s s = 4 0 0 m g l 时试验结果 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 试验结果详见图3 1 8 与图3 1 9 。图3 1 8 ( a ) 为搅拌后拍照，图3 1 8 ( b ) 为搅 拌后静置l m i n 拍照，各水样从左至右投加次氯酸钙的浓度依次为：o m g l 、 l o m g l 、2 0 m g l 、3 0 m g l 、4 0 m g l 及5 0 m g l a 1 0 0 8 0 6 0 “4 0 2 0 0 0 b ) 说拌j 口静直i m i n 图3 1 8s s = 4 0 0 m g l 的c s o s 除黑效果比较 ( 从左至右次氯酸钙的投加量依次为：0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 m g l ) 一p h 卜o r p 6 0 0 5 0 0 4 0 0 专 3 0 0 生 。 2 0 0 1 0 0 2 5 j 2 0 毯1 5 娶 1 0 蟊 s 0 卜透过光强度 jj o1 02 03 04 05 0 01 02 03 04 05 0 c a ( c l o ) z 投加量( m g l ) c a ( c l o ) 2 投加量( g l ) ( a ) p h 、o r p 变化情况( b ) 透过光强度变化情况 图3 1 9p h 、o r p ，透过光强度与c a ( c l o ) z 投加量的关系( s s = 4 0 0 m g l ) 由图3 1 8 和图3 1 9 可知，s s = 4 0 0 m g l 时要达到理想的除黑效果，次氯 酸钙投加量需在5 0 m g ：- 以上。反应后水体颜色、p h 以及o r p 的变化与其余s s 的情况下类似。不同次氯酸钙投加量下反应后水体的透过光强度均在2 0 l u x 上 下波动，变化不大。 5 1 小结 不同s s 的c s o s 黑水反应前后透过光强度变化情况对照如表3 6 。 孽 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 表3 6 不同s s 的c s o s 黑水反应情况比较 s s初始透过光强立符台除黑要求 ( m l ) ( l u x )投药量( m g 几)【l u x ) 1 0 0 01 01 6 06 7 8 0 0 l o1 2 02 1 6 0 01 0 8 01 8 4 0 01 05 0 2 2 总的来说，不同s s 下的c s o s 黑水要达到理想的除黑效果，所需的次氯酸 钙的投加量随着s s 的增大而增加。由图3 1 2 图3 1 9 可以看出，对相同s s 情况下的c s o s 黑水，随着投加量的增大，水体的颜色逐渐变浅，即黑色程度减 弱。但是不同投加量情况下的水样反应后的透过光强度变化不明显，大都在一 个较小的范围内波动，而不能以此建立除黑达标的定量标准。可能原因是由于 初始透过光强度控制值太低，以致投加次氯酸钙后水体的透过光强度变化不大。 ( 3 ) 提高检测光源强度试验结果与分析 本试验通过采用额定功率较大的灯泡作为测定水样透过光强度的检测光 源，从而提高水样的初始透过光强度。检测灯泡额定功率由5 0 w 加大到2 5 0 w ( 待 测液吸光厚度仍为5 0 r a m ) ，并同时通过调节灯泡工作电压将s s 为8 0 0 m g l 、 6 0 0 m g e l 、4 0 0 m g l 的原水透过光强度调节到s s = 1 0 0 0 m r j l 的c s o s 黑水初始 透过光强度水平。 1 ) s s = 1 0 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 0 。 e 型 龋 采 爿 魈 图3 2 0 透过光强度与c a ( c l o ) ：投加量的关系( s s = 1 0 0 0 m g l ) 2 ) s s = s o o m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 1 。图3 2 l ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 w ) 条件下，测定 的不同次氯酸钙投加量的各水样反应后的透过光强度，图3 2 1 ( b ) 的测定条件是 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 将灯泡工作电压调节到使s s = s o o m g l 的原水透过光强度与s s = 1 0 0 0 m g l 时 一致。 t 8 型 桀 采 捌 赠 ( a ) 透过光强度变化情况 ( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 i 透过光强度与c a ( c 1 0 ) ：投加爱的关系( s s = 8 0 0 m g l ) 3 ) s s = 6 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 2 。图3 2 2 ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 w ) 条件下，测定 的不同次氯酸钙投加量的各水样反应后的透过光强度，图3 2 2 ( b ) 的测定条件是 将灯泡工作电压调节到使s s - - - - 6 0 0 m g l 的原水透过光强度与s s = 1 0 0 0 m g l 时 一致。 童 。 型 强 簧 趋 蝌 ，_ 厂一一一一。 o2 04 06 08 01 0 0 c a ( c l o ) 2 投加量( s g l ) ( a ) 透过光强度变化情况( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 2 透过光强度与c a ( c l o ) ：投加量的关系( s s = 6 0 0 m g l ) 4 ) s s = 4 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 3 。图3 2 3 ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 w ) 条件下，测定 的不同次氯酸钙投加量的各水样反应后的透过光强度，图3 2 3 ( b ) 的测定条件是 将灯泡工作电压调节到使s s = 4 0 0 m g l 的原水透过光强度与s s = 1 0 0 0 m g p l 时 一致。 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 ( a ) 透过光强度变化情况 ( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 3 透过光强度与c a ( c 1 0 ) 。投加量的关系( s s = 4 0 0 m g l ) 不同s s 的c s o s 黑水反应前后透过光强度变化情况对照如表3 7 。 表3 7 不同s s 的c s o s 黑水反应情况比较 s s 初始透过光强度 符台除黑要求 ( m l ) ( l u x ) 投药量( m l )反应后透过光强( l u x ) 1 0 0 01 7 91 6 01 0 6 0 8 0 01 7 9 1 2 03 1 0 6 0 01 7 98 03 1 0 4 0 01 7 9 5 02 2 5 ，由表3 7 和图3 2 0 图3 2 3 可知，在c s o s 黑水s s 较高( 1 0 0 0 m g l 和 8 0 0 m g l ) 时，随着次氯酸钙投加量的增大，水样反应后的透过光强度逐渐增大： 在c s o s 黑水s s 较低( 6 0 0 m g l 和4 0 0 r a g l ) 时，不同次氯酸钙投加量下的水样透 过光强度变化不大。比较图3 2 0 图3 2 3 中( a ) 与( b ) 可以看出，控制c s o s 黑水 的初始透过光强度条件下，不同s s 的c s o s 黑水水样反应后的透过光强度的统 一性有了较大的提高。在c s o s 黑水s s 为8 0 0 m g l 、6 0 0 m g l 、4 0 0 m g l 时，达 到理想的除黑效果时水体的透过光强度大致都在2 5 0 - 3 5 0 l u x 之间。但s s 为 1 0 0 0 m g l 时，达到理想除黑效果时的水样透过光强度在1 1 0 0 l u x 左右。并且， 在相同s s 的c s o s 黑水条件下，投加不同量的次氯酸钙除黑后水样的透过光强 度差异不明显，无法由水样的透过光强度来判断该黑水除黑的最佳投药量。 ( 4 ) 减小待测液吸光厚度试验结果与分析 本试验在上一小节的基础上将待测液吸光厚度由5 0 m m 减小到2 5 r a m ，从而 进一步增强水样的透过光强度。检测灯泡额定功率采用2 5 0 w ，并同时通过调节 灯泡电压将s s 为8 0 0 m g l 、6 0 0 m g l 、4 0 0 m g l 的原水透过光强度调节到s s = 1 0 0 0 m g l 的原水透过光强度水平。 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 1 ) s s = 1 0 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 4 。在s s = 1 0 0 0 m g l 时，c s o s 黑水在上述测定条件下的 透过光强度为l5 3 0 0 l u x ，此值作为s s 为8 0 0 m g l 、6 0 0 m g l 、4 0 0 m g l 的原水 透过光强度控制值。 图3 2 4 透过光强度与c a ( c 1 0 ) 。投加景的关系( s s = 1 0 0 0 m g l ) 2 ) s s = 8 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 5 。图3 2 5 ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 w ) 、待测液吸光 厚度为2 5 m m 条件下，测定的不同次氯酸钙投加量下的各水样反应后的透过光 强度，图3 2 5 ( b ) 的测定条件是将灯泡工作电压调节到使s s = 8 0 0 m g l 的原水透 过光强度与s s = 1 0 0 0 m g l 时一致。 名 e 毯 礤 簧 翅 蛔 ( a ) 透过光强度变化情况 ( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 5 透过光强度与c a ( c 1 0 ) 。投加量的关系( s s = 8 0 0 m g l ) 3 ) s s = 6 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 6 。图3 2 6 ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 w ) 、待测液吸光 厚度为2 5 m m 条件下，测定的不同次氯酸钙投加量下的各水样反应后的透过光 强度，图3 2 6 ( b ) 的测定条件是将灯泡工作电压调节到使s s = 6 0 0 m g l 的原水透 过光强度与s s = 1 0 0 0 m g l 时一致。 一o 0 o o 0 o 0 仰 一如站如峙m o (xnl一硝瓢簧材萼f 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 ( a ) 透过光强度变化情况( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 6 透过光强度与c a ( c l o ) 绱加量的关系( s s = 6 0 0 m g l ) 4 ) s s = 4 0 0 m g l 时试验结果 试验结果见图3 2 7 。图3 2 7 ( a ) 为检测灯泡在额定功率( 2 5 0 v 0 、待测液吸光 厚度为2 5 m m 条件下，测定的不同次氯酸钙投加量下的各水样反应后的透过光 强度，图3 2 7 ( b ) 的测定条件是将灯泡工作电压调节到使s s = 4 0 0 m g l 的原水透 过光强度与s s = 1 0 0 0 m g l 时一致。 ( a ) 透过光强度变化情况( b ) 调节后透过光强度变化情况 图3 2 7 透过光强度与c a ( c l o ) ：投加量的关系( s s = 4 0 0 m g 几) 5 ) 小结 不同s s 的c s o s 黑水反应前后透过光强度变化情况对照如表3 8 。 表3 8 不同s s 的c s o s 黑水反应情况比较 s s 初始透过光强度 符合除黑要求 ( m g 几)( l u x )投药晕( m g l )反应后透过光强( l u x ) 1 0 0 015 3 0 01 6 02 3 3 0 0 8 0 015 3 0 01 2 01 6 2 0 0 6 0 0】5 3 0 08 0 1 6 3 0 0 4 0 015 3 0 05 01 6 5 0 0 由表3 8 和图3 2 4 图3 2 7 可知，减小待测液的吸光厚度后，不同s s 的 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 c s o s 黑水水样反应后的透过光强度的变化情况与上节单纯控制c s o s 黑水的初 始透过光强度时类似，同样在相同s s 条件下，反应后水样的透过光强度相差不 大，难以建立定量判断除黑效果的标准。 3 2 6 浊度对透过光强度的影响 由于次氯酸钙在除黑的同时有絮凝作用，对水样的浊度有一定的影响，从 而影响水样的透过光强度，所以本节对照不同次氯酸钙投加量下水样的浊度与 透过光强度的变化情况来研究浊度对透过光强度的影响。 “) c s o s 原水s s 、透过光强度以及浊度的相关性试验 本试验配置s s 为2 0 0 m g l 、4 0 0 m g l 、6 0 0 m g l 、8 0 0 m g l 、l0 0 0 m g l 的 c s o s 黑水，分别铡定各水样的浊度与透过光强度。试验结果详见图3 2 8 。 一浊度+ l n ( 透过光强度) 7 0 0 0 0 6 0 0 0 0 5 0 0 0 0 宝4 0 0 0 0 型3 0 0 0 0 慰2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 o = o 趟 惹 累 捌 蝌 1 4 1 3 1 2 趟 1 1 娶 l o 捌 9 鬯 8 二 7 02 0 04 0 06 0 08 0 01 0 0 0 s s ( m g l ) ( a ) 浊度、透过光强度与s s 的相关性 + 透过光强度= d r = - - l n ( 透过光强度) h 、 一_ 、 1 2 1 1 一 世 1 0 蝮 絮 9 擅 8 塑 z 7 6 02 0 0 0 0柏0 0 06 0 0 0 08 0 0 0 0 浊度( n t u ) ( b ) 透过光强度与浊度的相关性 图3 2 8 浊度对透过光强度的影响效果 由图3 2 8 ( a ) 可知，c s o s 黑水的浊度和透过光强度均与s s 有较好的线性关 系；由图3 2 8 ( b ) 可知，透过光强度取自然对数后与浊度有较好的线性关系。这 o 枷啪哪栅撇 第3 章c s o s 黑度指标初步研究 表明了浊度对透过光强度的测定有较大的影响。 ( 2 ) 除黑过程中浊度与透过光强度对照试验 本试验分别配置s s = l o o o m g l 和s s = 8 0 0 m g l 的c s o s 黑水，投加次氯酸 钙进行除黑效果试验，反应后测定各水样的浊度与透过光强度进行对照。试验 结果详见图3 2 9 。 譬 。 世 矮 簧 爿 制 ( a ) s s = 1 0 0 0 t a g l 名 e 型 藕 芸 捌 蝈 ( b ) s s = 8 0 0 m g l 圈3 2 9 透过光强度、浊度的变化情况对照 由图3 2 9 可知，随着次氯酸钙投加量的增大，浊度并不是单调的增大或减 小，而是呈上下波动趋势，水样的透过光强度也同样是有增有减变化不一。因 为除黑过程中次氯酸钙既对c s o s 黑水中致黑的还原性悬浮物质有去除作用，同 时次氯酸钙又起到絮凝作用( 由前文中除黑照片上可以看出反应后水样颜色逐渐 由黑变黄，并且形成黄色絮状物，给予一定的静置时间能够很好的沉淀) 使得水 样的透过光强度不是严格的随着