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《哈尔滨工业大学》 2011年
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微絮凝阶段絮体颗粒形态特征分析及控制技术研究

胡盼盼  
【摘要】:常规的给水处理工艺一般是由混凝-沉淀-过滤-消毒等单元构成的,混凝作为其中最重要的单元对后续工艺及最终出水水质起着关键的影响作用。沉淀及过滤过程只能对水中某些粒径大小的颗粒进行去除,对微小颗粒(粒径5μm)的去除效果不是非常显著。絮凝过程能够改变水中颗粒粒度分布,越多的微小颗粒在絮凝过程中去除,就能越好的改善沉后水及滤后水水质。微絮凝阶段是微小颗粒急剧变化的阶段,该阶段中絮体粒度的动态变化对整个水处理工艺有着重要的影响。 本课题以高岭土腐殖酸悬浊液为试验原水,以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,利用在线浊度仪、在线颗粒计数仪来实时监测水中浊度及颗粒的动态变化过程,研究投药量及水质条件变化对微絮凝阶段絮体粒度分布特征的影响,同时为了更直观的反映微絮凝阶段的颗粒变化,将分形理论引入到对该阶段的研究,把宏观的絮凝效果用微观的絮体形态来反映。研究结果表明,絮凝过程中微小颗粒数(粒径5μm)的变化速率越快,絮凝效果越好;变化速率越缓慢,絮凝效果越差。微絮凝阶段的粒度分形维数及成长分形维数增大的速率越快,生成絮体的速度就越快,且生成的絮体越大越密实。这一过程可以用粒度成长分形维数来准确的描述。 试验还发现,微絮凝阶段的絮体形态特征对后续水处理工艺有一定的影响。在不同絮凝条件及水质条件下微絮凝阶段的粒度分形维数及粒度成长分形维数与沉后水浊度及沉后水颗粒数之间存在良好的相关性,且它们与滤后水水质的好坏有直接的关系。可以将微絮凝阶段的絮体形态特征作为评价絮凝效果好坏的有效指标,用来反映和控制整个工艺的运行状况。 同时研究了投加水合MnO_2对微絮凝阶段絮体形态特征的控制作用,发现水合MnO_2助凝作用是通过使微小颗粒的变化更加急剧,加快了絮体的生长速度,使微絮凝阶段的粒度分形维数及粒度成长分形维数随时间增大的速率更快且值更大。因此取得很好的处理效果,对浊度及颗粒物有很强的去除能力,对UV_(254)也有很高的去除率,且主要是在微絮凝阶段得到去除的。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU991.2

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