水处理絮凝动力学模型研究与应用

对Smoluchowski模型、层流模型、各向同性紊流模型、颗粒直线与曲线模型和絮凝体破碎模型等絮凝动力学模型及其特点、适用条件与应用情况进行分析;提出随着分形理论在絮凝过程中研究与应用的深入,絮凝动力学模型将在研究絮凝体密度测定和水流紊动强度影响、絮凝体成长与破碎过程关系、絮凝体形成和密实结构的工艺条件等方面有新的突破.     

基于絮凝体分形控制的絮凝动力学指标研究

针对目前絮凝工艺的动力学控制指标和絮凝体形态学研究的不足,基于分形理论,应用分形维数描述絮凝体的形成和成长,进行了絮凝动力学指标的研究.利用数学分析方法,推求絮凝体的密度和强度的表达式,得出絮凝体的密度和强度是分形维数的函数,同时絮凝体的强度与水体的能耗成反比.通过量纲分析方法,得出絮凝体分形维数是能耗GT与剪切强度Fr的函数,进而确立絮凝动力学控制指标为G、GT和Fr,以期为工艺设计和运行提供了科学依据,为实际工程应用提供了合理的指导.通过形态学和动力学两方面的研究表明,高效的絮凝过程需要控制一定的G、GT和Fr的递减梯度,并保证絮凝体达到一定的分形维数Df.     

分形理论发展及在混凝过程中的应用

分形是组成部分以某种方式与整体相似的形 ,它研究的对象是具有自相似性的无序系统 ,其维数的变化是连续的 .据此总结了分形理论的发展过程 ,特别是在化学领域中的应用进展 ,并介绍了分形理论在混凝技术中的发展趋势 .通过对分形理论在絮体结构研究、混凝机理研究和分形动力学模型研究中的全面综述 ,以期对混凝过程进行深入研究     

分形理论在混凝中的应用

介绍了分形理论基本要点,探讨了分形理论在混凝形态学和絮凝动力学中的应用,论述了在经典Smoluchowski方程基础上引入分形维数建立的聚合分形球体模型及其基本方程,探讨了水量、反应时间、搅拌速率、pH值、混凝剂投加量、助凝剂投加量对分形维数值的影响,     

六角孔网格絮凝工艺中絮体的形态学研究

结合分形理论对絮体的生长过程进行研究,确定当原水浊度为100 NTU,絮凝时间为12 min,絮凝剂投加量为18 mg.L-1时,经六角孔网格絮凝设备处理后出水水质良好。絮体在絮凝的前期、中期和末期有着良好的形态特征,其分形维数分别为2.080 2、2.208 7和2.135 6,说明了在絮凝过程的前期、中期和末期,絮体密实,空隙率小,密度随之变大,不易被水流的剪切力剪碎,沉降性能好。絮体分形维数随着投药量的增加而增大。投药量达到一定程度后,絮体分形维数开始减小,所以存在一个较为经济的投加量。     

工业欠发达城市郊区典型地类布局特征——以四川省南充嘉陵区为例

以西部典型的工业欠发达城市四川省南充市为例,基于全国第二次土地调查数据,运用景观生态学理论和数理统计方法,选取多样性指数、均匀度、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标,研究其郊区土地利用结构的数量特征;运用分形理论建立地类分布形态的分形结构模型,以分维数和稳定性指数为依据分析各地类分布形态的复杂性与稳定性.结果表明:嘉陵区主要地类多样性及均匀度指数较小,优势度较大,土地利用结构较不均匀,优势地类为耕地;各地类破碎度与分离度排序相反,耕地最破碎且最集中,水域破碎度最小且分布最分散;分维数和稳定性指数表明地类分布形态较不规则且较不稳定.     

新型聚硅硫酸铁铝处理废水的絮体分形研究

应用分形理论研究分析PFASSi及与PAM复合处理废水时生成的絮体的形成、生长和不规则程度,生成的絮体分形维数为1.53～1.65或1.55～1.73;解释了混凝过程的吸附架桥、沉淀网捕作用机理和气浮过程的凝聚、絮粒与气泡粘附及上浮作用机理.     

电絮凝处理压裂返排液中絮体及气泡的分形成长特征

利用絮体分形理论阐述了电絮凝处理胍胶压裂返排液中颗粒絮体和气泡的分形成长特征,研究了电絮凝时间对其形成的影响,用分形维数表征了处理时间对二者的影响及变化规律。结果表明,絮体形态、气泡粒径与其分形维数之间呈良好的正相关性,絮体分形维数Df达到1. 90后稳定,絮体聚集更加紧实,易于沉降;气泡的分形维数Df快速达到2. 0后不随处理时间延长而变化,其当量圆直径为36. 1～49. 9μm,产生微气浮作用,强化了絮体的快速分离。     

表面活性剂与纳米SiO2作用下聚合铝的絮凝特性

在6NTU高岭土原水中,溶入低浓度溶解性有机物-阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS),投加聚合铝PAC与新型水处理剂-纳米SiO2稳定分散液进行动态混凝实验与静止沉降实验.借助图像分析技术与分形理论,对SDS与纳米SiO2作用下PAC的絮凝特性与絮体分形结构的形态学特征进行研究.结果表明:存在SDS时,高岭土颗粒表面ζ电位增加.SDS在颗粒表面的吸附等温曲线符合Langmiur方程;PAC对无机颗粒的去除效果明显,但对SDS的表观去除率较低.SDS阻碍絮凝初絮体的形成.纳米SiO2使颗粒表面ζ电位增加,对无机颗粒处理效果较差,但对去除有机物有利.絮凝机理主要是吸附架桥;助凝剂纳米SiO2能促进PAC对无机颗粒与SDS絮凝,处理效果显著.悬浊液中絮体粒径大,有效质量密度增加,沉速加快,分维值下降.     

絮体生长模拟及其分形特性的研究进展

絮体的形态学研究是当今热点,本文便对近些年混凝过程的分形理论研究进行了概述.由于混凝中絮体的形成是一个随机碰撞——结合过程,由初时粒子碰撞结合逐步长大,决定了它在一定范围内是具有分形的两个重要特征:自相似性和标度不变性,也就是说絮体也是一个分形结构.     

基于XDLVO理论的黏性泥沙絮凝模拟格子玻耳兹曼模型

引入XDLVO理论（extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory）描述颗粒间作用力,建立了黏性泥沙絮凝的格子玻耳兹曼模型,利用该模型模拟由不等速沉降引起的黏性泥沙絮凝,分析不同黏土矿物泥沙颗粒对泥沙絮凝的影响,并探讨泥沙絮凝机理.模拟结果表明,不同黏土矿物的絮凝难易程度有所不同,伊利土最容易絮凝,其次是高岭土,蒙脱土絮凝能力最差,该絮凝沉降规律与前人的实验观测结论一致.     

微细矿粒疏水絮凝动力学

本文讨论搅拌在疏水絮凝中的重要作用。作者通过试验发现,石英或菱锰矿微细矿粒的最大絮凝度仅在搅拌转速为800—1000rpm处出现,且与矿粒的原始粒度无关。文中提出的絮凝动力学总模型考虑了絮团形成及絮团破裂两个分过程。模型揭示了疏水絮凝及凝聚的重要的动力学差异。同时考察了非极性油对疏水絮凝的强化作用。     

Ca2+对生物絮凝剂絮凝形态影响的研究

在生物絮凝剂的絮凝过程中,通过对各种絮凝条件下形成的絮体进行分析研究,发现Ca2 在絮凝过程中发挥着不可忽略的作用.一定浓度的Ca2 能降低颗粒的表面电荷,促进絮凝剂分子与颗粒之间的键合,并且在絮凝过程中Ca2 可以与某些颗粒发生晶格置换,使有机物晶体结构的有序性转好,有利于絮凝沉淀.     

化学生物絮凝-悬浮填料床组合工艺中试装置设计

化学生物絮凝工艺是在同一个反应器内充分发挥化学混凝和生物絮凝作用的污水处理新工艺,悬浮填料床工艺对氨氮的去除具有特殊功能,本文介绍了化学生物絮凝-悬浮填料床组合工艺中试研究装置的设计思路及建设情况,并建立了平行的化学混凝工艺,可以进行化学生物絮凝工艺和化学混凝工艺的比较研究,对该中试装置的工艺流程、各主要构筑物设计参数和设计上的一些特点进行了详细介绍.     

Fractal and microscopic quantitative characterization of unclassified tailings flocs

A series of laboratory investigations are conducted to analyze the effect of flocculant type on the spatial morphology and microstructural characteristics of flocs during the flocculation and settling of tailings. Four flocculant types(i.e., ZYZ, JYC-2, ZYD, and JYC-1) are considered in this study. The fractal characteristics and internal structures of tailings flocs with different flocculant types and settlement heights are analyzed by conducting scanning electron microscopy and X-ray micro-computed tomography scanning experiments based on the fractal theory. Results show that unclassified tailings flocs are irregular clusters with fractal characteristics, and the flocculation effect of the four flocculant types has the following trend: ZYZ JYC-2 ZYD JYC-1. The size and average grayscale value of tailings flocs decrease with the increase in settlement height. The average grayscale values at the top and bottom are 144 and 103, respectively. The settlement height remarkably affects the pore distribution pattern, as reflected in the constructed three-dimensional pore model of tailings flocs. The top part of flocs has relatively good penetration, whereas the bottom part of flocs has mostly dispersed pores. The number of pores increases exponentially with the increase in settlement height. By contrast, the size of pores initially increases and subsequently decreases with the increase in settlement height.     

波纹斜槽板沉降器中的旋流絮凝特性

介绍了一种新型的快速波纹斜槽板沉降器,从理论上分析了波纹斜槽板中旋流的形成机制,推导出了斜槽区旋流絮凝反应速度的表达式,并通过实验研究了悬浮液流经波纹斜槽的絮凝规律,经数据回归得到了相应的絮凝反应方程.文中还讨论了流体流速对悬浮颗粒在波纹槽中的絮凝度的影响以及旋流絮凝作用对絮凝体压缩度的影响.实验结果表明,当流速小于30mm/s时,絮凝速度常数k平均达0.002 24.     

荷叶水提液的絮凝优化工艺及其失活动力学研究

为考察复合絮凝剂(壳聚糖、单宁)的絮凝活性,优化荷叶水提液絮凝工艺条件,对絮凝剂的投加量、温度、搅拌速度进行了水平正交实验.实验结果表明荷叶水提液的最佳工艺条件为:壳聚糖投加量为1.071g/L,单宁投加量为5.357g/L,温度为30℃,转速为60r/min.并在此工艺条件的基础上进行絮凝剂的失活动力学实验研究.实验表明,荷叶水提液在25℃—30℃范围内絮凝选择性好,絮凝活性高;高于30℃时,絮凝活性显著下降.同时验证了复合絮凝剂的失活动力学符合一级反应的失活动力学模型,并讨论了时间、温度同絮凝率及黄酮损失率的关系,并由此推算出失活速率常数、活化能等动力学函数值.为荷叶水提液的絮凝工艺研究及操作条件的选择提供了有价值的理论依据.