聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂的制备及絮凝性能研究

在一定温度下,将聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)溶解在聚合硫酸铁(PFS)中,制成稳定均相复合溶液.考察了温度、PDMDAAC的特性粘数对复合絮凝剂制备的影响,及复合絮凝剂对硅藻土模拟悬浊液的除浊性能和絮体ζ电位变化.结果表明:在60℃下制备的液体复合絮凝剂具有良好的稳定性;与PFS和PDMDAAC比较,PDMDAAC-PFS复合絮凝剂具有更优的除浊性能,及与PFS类似的较宽的最佳投药范围和pH适用范围;增效的原因,除增强电中和、吸附架桥和卷扫絮凝作用外,还有特性吸附和专属化学作用.图6,参9.     

絮凝剂和溶菌酶联用促进污泥脱水性能

通过小试试验考察了絮凝剂(聚丙烯酰胺)和溶菌酶联合使用对污水厂二沉池回流污泥的脱水性能、沉降性能及絮体特性的影响,并与2种药剂单独作用时进行了对比研究.结果表明,絮凝剂和溶菌酶分别单独作用于污泥脱水时,均可改善污泥的脱水性能;但2种药剂共同作用时,能同时提高污泥沉降性能和脱水速度,且脱水程度较2种药剂单独处理时进一步提升.2种药剂联用时的最佳投加量为20 mL/L絮凝剂+0.05 g/g溶菌酶,且最优添加顺序为先絮凝剂再溶菌酶.此时污泥抽滤泥饼含水率和比阻分别为65.7%和0.8×1012 m/kg,与原泥相比下降25.3%和75.8%.通过污泥胞外聚合物(EPS)含量与污泥絮体形态分析可知,溶菌酶可以有效破坏污泥絮体结构,改变污泥EPS的分布;高分子絮凝剂的吸附架桥作用则加快了污泥过滤脱水速度.而两者联合使用增大了污泥絮体二维分形维数,可使污泥絮体结构更加细密紧实,并提高污泥可脱除水分的比例,从而提高了污泥脱水性能.研究结果表明,絮凝剂和溶菌酶联用调理污泥脱水具有较好的应用前景.     

钢渣/硅藻土复合吸附材料的制备及其性能表征

该实验首先对硅藻土原粉进行物理-化学提纯,以钢渣和硅藻土为基体材料,外加黏合剂、造孔剂进行复配,制备出吸附性能优于硅藻土和钢渣单独作为吸附剂使用的一种复合吸附材料。根据复合吸附材料对甲基橙溶液的吸附能力,确定出最佳制备配比:硅藻土质量分数占36%;钢渣质量分数占36%;钠基膨润土为黏合剂,质量分数占20%;碳酸钠和淀粉(碳酸钠∶淀粉=7∶3)为造孔剂,质量分数占8%。通过SEM和XRD对硅藻土和复合材料的微观形貌和物相组成进行分析。结果发现提纯后硅藻土具有明显均匀的微孔结构,与钢渣复配后,钢渣粒子均匀分布在硅藻土表面,增大吸附材料的孔隙结构,有利于增加比表面积和吸附点,提高了吸附染色剂的能力。     

利用PIV测量铜尾矿絮团密度

为了测量铜尾矿絮团的粒径及速度,建立了2D-PIV.将少量絮团投入测量系统,利用PIV采集图像。通过对采集的图像分析,得到颗粒粒径及速度,由修正的斯托克斯方程计算得到絮团密度。结果表明,PIV测量系统减少了测量沉降速度和推断絮团密度的不确定性,可得到较准确的结果。     

改性蛭石絮凝剂与PFS除磷效果的对比研究

以天然蛭石为原料,使用硫酸改性天然蛭石,制备无机矿物材料絮凝剂,并且与传统PFS进行对比,研究了不同浓度硫酸改性蛭石絮凝剂的絮凝效果以及对养殖废水中磷去除的影响.研究结果表明:经过质量分数为25%的硫酸溶液改性后,絮凝剂具有更好的絮凝效果,其絮凝效果是由蛭石絮凝剂中的可溶态物质和颗粒态物质协同作用的结果,单独颗粒态物质不具有絮凝作用.蛭石絮凝剂、可溶态物质和颗粒态物质对模拟合成废水中磷的去除率分别为99.0%、97.6%和7.4%.絮凝反应后,6 g/L改性蛭石絮凝剂对250 m L养殖废水中磷的去除率达到95.8%,其效果几乎与PFS投加量在2 g/L时的相同,但蛭石絮凝剂的絮体沉降体积只占整个体积的24%,而传统的PFS的絮体沉降体积却高达64%,是蛭石絮凝剂絮体体积的2.7倍.因此,改性蛭石絮凝剂是一种很好的无机矿物材料絮凝剂,具有广阔的应用前景.     

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.     

新型有机高分子絮凝剂——对PAC生产过程中洗渣废水的处理

该文选用阳离子型高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)处理用铝酸钙粉生产聚合氯化铝固液分离中产生的洗渣废水，取得了较好的效果。试验结果表明，该絮凝剂无论在投药量、处理效果方面都比传统的聚丙烯酰胺(PAM)优越。在pH为6．5、投药量为0．5mg/L的条件下，经过8h的沉降，其出水SS可降至2．1mg／L以下，可以达标排放或者回用。下层絮体结构紧密，易于脱水。     

超声作用对净水厂沉淀污泥絮体特性的影响

采用槽式与探头式超声波反应器处理某净水厂沉淀污泥,考察超声过程中超声波频率(25 k Hz和40 k Hz)、声能密度(0.025~7.000 W/m L)以及作用时间(0~30 min)对污泥絮体特性的影响。研究结果表明:超声后污泥絮体结构被破坏,粒径减小且主要发生在超声作用的前5 min。超声频率越高絮体破碎程度越大,絮体粒径明显减小,比表面积逐渐增大且增幅变大。高声能密度超声波处理时絮体粒径减小,减幅可达50%以上;声能密度过高且经长时间超声作用后,比表面积反而降低。频率为40 k Hz、声能密度为25 m W/m L的超声工况更有利于形成粒径小、比表面积大的絮体。超声波在较低的固体浓度污泥介质传播时衰减程度低,破解程度高。超声作用对污泥p H及Zeta电位的影响均不明显。     

酸改性蛭石连续化絮凝装置的设计与研究

针对酸改性蛭石絮凝剂建立了一套连续絮凝装置,考察无机矿物蛭石絮凝剂对有机胶体牛奶模拟废水浊度和COD的去除率、Zeta电位以及沉降速度的影响,并与传统无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)进行对比.由实验结果可知:连续絮凝装置出水浊度和COD去除率虽然比间歇的烧杯实验上清液低,但仍然可以分别达到91.4%和73%,传统PAC即使在最佳条件下,出水浊度和COD去除率只有39.3%和33.2%.酸改性蛭石絮凝剂电中和效果和形成的絮体沉降速度都优于传统的PAC,在最佳投加量下,蛭石絮凝剂上清液的Zeta电位接近0 m V,絮体易于絮凝,而PAC的Zeta电位为–6 m V,难以压缩而松散.     

混凝剂协同复配对丙烷脱氢废水的处理效果

丙烷脱氢废水COD高(5 200～5 600 mg/L)、浊度大(1 700～1 800 NTU),难以直接进行生化处理,需要在进行生物法处理前,先进行混凝处理.使用聚丙烯酰胺(PAM)与常用的无机混凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)进行配合使用对丙烷脱氢废水进行处理,以COD、浊度为指标,考察了PAC和PFS的适应性以及不同离子型的PAM与PAC复配的混凝效果.结果显示,单一使用时,PAC适应性好,达到同样效果投加量至多是PFS投加量的10%,总体而言PAC和PFS絮体小,难以固液分离,处理效果不佳;PAM与PAC配合使用时处理效果显著提高,两性离子的PAM效果不佳,阴离子和阳离子聚丙烯酰胺与PAC协同处理废水效果最好,絮体成型好,当废水pH=8,PAC投加量为6 mg/L,m(PAC)∶m(PAM1)∶m(PAM2)=6∶0.15∶0.35时,COD和浊度去除率分别达到了85.6%和98.5%,为实际处理丙烷脱氢废水提供了参数指导.     

PP/硅藻土复合材料断口表面分形维数及其与冲击强度关系的研究

应用硅烷偶联剂对硅藻土进行表面处理,并制备了PP/硅藻土复合材料,硅藻土的体积分数为0 ~ 15%。在室温条件下,测量了复合体系的冲击强度。采用投影覆盖法测算了复合体系的冲击断口表面分形维数,并考察了它与冲击强度之间的关系。结果表明,试样断口表面分形维数的测算值在2.4754 ~2.5230之间,强的相关性说明断口表面分形行为显著;断口表面分形维数与冲击强度之间大致上符合指数函数关系。     

硫氧还蛋白还原酶结构分形研究

提出并应用改进的分形方法对硫氧还蛋白还原酶（TrxR）结构进行研究。建立了适用于TrxR的分形及数据处理方法。发现正常的TrxR的结构分维值约为1.33,氧化后结构分维值增大。提出了蛋白质结构分维值是表征蛋白质分子状态的重要特征之一的观点,并结合TrxR验证了该观点。提出了药物分子分维值应与靶酶的结构分维值相契合的观点,并结合以TrxR为靶点的药物研发实验验证了该观点。     

硫氧还蛋白还原酶结构分形研究

提出并应用改进的分形方法对硫氧还蛋白还原酶(TrxR)结构进行研究。建立了适用于TrxR的分形及数据处理方法。发现正常的TrxR的结构分维值约为1.33,氧化后结构分维值增大。提出了蛋白质结构分维值是表征蛋白质分子状态的重要特征之一的观点,并结合TrxR验证了该观点。提出了药物分子分维值应与靶酶的结构分维值相契合的观点,并结合以TrxR为靶点的药物研发实验验证了该观点。     

沥青混合料级配集料的分形特性

基于分形理论,对沥青混合料级配集料的分形特性进行了研究,探讨了集料颗粒、集料粒径分布、集料质量级配以及集料体积的分维等.研究结果表明:分维值可以用来定量地描述沥青混合料中集料的复杂外观结构,在双对数坐标下集料颗粒周长与面积呈现线性关系,相同集料(同料源)不同级配的集料颗粒具有近似相同的分维,相同集料不同截面具有相同的分维,不同集料(不同料源)表现出不同的分维;分维值也可以用来定量地描述沥青混合料中集料粒径分布、集料质量分布、集料体积分布以及集料的空隙率等,集料质量级配分维值越大,其级配就越粗.     

分形金相的初步探讨--关于晶粒度的分形特征

对金相的分形特征进行了探讨分析。实验验证闰具有分形特征,并测量了标准图谱中铁素体晶粒度图形的分形维数。考察了晶粒度与分形维数之间的关系。结果表明,金属晶粒可用分形维数定量描述。在１～８级晶粒度范围内,随着晶粒度级别的提高,分形维数数值逐渐增大,其中以１～５级内增大得最为显著。     

硫化过程中钙基脱硫剂孔结构的非线性变化特性

以热重天平（thermogravimetric analyzer,TGA）为实验台，采用N2吸附法测定孔结构参数，研究了硫化反应中钙基脱硫剂不可进入孔隙的形成、孔隙分形维数以及分形结构的变化特性等，结果表明：脱硫剂中不可进入孔隙的形成主要出现在硫化反应的开始阶段，随着硫化反应的进行，脱硫剂孔结构的分形维数不断减小，且孔隙分布与分形维数之间满足Friesen关系方程。     

双重分形多孔介质孔隙率的研究

根据双重分形多孔介质孔隙分布分形维数D与孔隙迂曲分形维数DT的定义和计算公式,推导了多孔介质孔隙率的计算公式.通过孔隙率计算公式的函数图像分析了双重分形维数D和DT的变化对孔隙率的影响,分析结果表明孔隙率随多孔介质双重分形维数D和DT的增加而增大;多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率增加的就越慢;当D DT＜3时,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率就越大,但当D DT＞3时则相反,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率反而越小,D DT=3是特殊点,令D DT→3时的孔隙率极限值为它的孔隙率.     

基于分形理论的岩相图像识别与分析

基于分形理论,应用计算机数字图像处理技术,提出了一种岩相图像识别与分析的新方法。在对典型岩相图像进行图像处理的基础上,介绍了岩相轮廓的顺序跟踪识别方法,给出了岩相轮廓分形维数的具体计算公式和方法,最终得到不同岩相轮廓的分形维数。通过比较不同岩相的分形维数可知,同一种岩相轮廓具有比较接近的分形维数,而不同岩相分形维数相差较大,这说明分形理论可用于岩相图像识别与分析。     

污泥干燥速度曲线的分形维数分析

污泥的干燥速度变化是干燥过程中水分运动的宏观表现，对内部微观的传热传质动力学机制有重要揭示。利用功率谱分析对实验所得间接式加热的污泥干燥速度变化进行分形和混沌特性的判别，并提出Hausdorff维数和整体盒维数的计算方法，以分析其分形规律。通过判断得知，污泥的干燥速度变化具有分形特性。速度变化的Hausdofff维数随参数N值的增大而增大，但波动范围变小，且随着干燥过程进行，其值逐渐减小．另一种反映整体变化的维数——盒维数可以采用变换法计算得出，可用于判别干燥过程的整体分形特性。2种方法所得维数显示，污泥种类和干燥温度等对干燥速度变化的分形均有较大影响。