水處理絮凝過(guò)程絮體分形成長(zhǎng)特性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、絮凝過(guò)程是給水和廢水處理工藝中應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,它在很大程度上影響著后續(xù)流程的運(yùn)行工況、最終出水質(zhì)量和成本費(fèi)用,因而成為環(huán)境工程中重要的科技研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。絮凝過(guò)程中,絮體的結(jié)構(gòu)一直是人們研究的熱點(diǎn)。實(shí)際操作過(guò)程中常常出現(xiàn)松散不易沉降或易于破碎的絮體,致使絮凝整體過(guò)程呈現(xiàn)紛繁復(fù)雜性以及具有混沌性,迄今為止人們對(duì)于絮凝過(guò)程中絮體形成及多項(xiàng)影響因子在動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程中的相互作用關(guān)系仍然缺乏足夠認(rèn)識(shí)。分形理論的出現(xiàn)使人們對(duì)絮凝過(guò)程中無(wú)序現(xiàn)象

2、和無(wú)規(guī)形態(tài)取得更清楚認(rèn)識(shí)逐漸成為可能,這為改進(jìn)絮凝工藝和研究絮凝機(jī)理提供了強(qiáng)有力的工具。
  本課題以聚合氯化鋁(PAC)為絮凝劑、水中腐殖酸有機(jī)物和高嶺土懸浮顆粒為去除對(duì)象,以自主開(kāi)發(fā)的水中絮體形態(tài)原位識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)高像素?cái)?shù)字?jǐn)z像機(jī)對(duì)反應(yīng)器內(nèi)動(dòng)態(tài)絮凝過(guò)程不斷運(yùn)動(dòng)的絮體粒子進(jìn)行原位實(shí)時(shí)拍攝,研究水力條件變化對(duì)絮體結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響及絮體分形結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程,把微觀的絮體形態(tài)與宏觀的絮凝效果分析結(jié)合起來(lái),以期更準(zhǔn)確地定量描述與解釋絮

3、凝過(guò)程、預(yù)測(cè)絮凝效果。研究結(jié)果表明,絮體在一定范圍內(nèi)具有自相似性和標(biāo)度不變性,其結(jié)構(gòu)及其形成過(guò)程具有分形特征。采用速度梯度遞減,慢攪時(shí)間遞增的三階段變速慢攪水力條件有利于絮體的生成和成長(zhǎng),可以提高絮凝效果。
  針對(duì)水處理工藝機(jī)械絮凝池雖然G值可進(jìn)行較寬范圍調(diào)整,對(duì)水量水質(zhì)適應(yīng)較好,但目前設(shè)計(jì)運(yùn)行僅憑規(guī)范或設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),無(wú)法準(zhǔn)確有效調(diào)整不同絮凝階段的攪拌轉(zhuǎn)速問(wèn)題,本課題結(jié)合絮凝過(guò)程中絮體分形成長(zhǎng)特性,通過(guò)對(duì)變速慢攪絮凝進(jìn)

4、行優(yōu)化試驗(yàn)分析得出:三階段變速慢攪的Ⅰ檔轉(zhuǎn)速和Ⅱ檔慢攪時(shí)間為影響絮凝效果的顯著因素,在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制。并研究了停留時(shí)間及水質(zhì)條件變化對(duì)絮凝效果的影響,為縮短絮凝時(shí)間、優(yōu)化絮凝工藝設(shè)計(jì)尋求科學(xué)有效的方法。
  針對(duì)常規(guī)圖像法獲得的絮體分形維數(shù)值代表性差、數(shù)據(jù)規(guī)律模糊等問(wèn)題,首次提出成長(zhǎng)分形維數(shù)的概念,對(duì)該指標(biāo)用于表征絮凝效果的可行性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明絮體成長(zhǎng)分形維數(shù)可以準(zhǔn)確表述不同絮凝條件下絮體的分形聚集變化特征,并在不同

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