无机悬浮颗粒的混凝特性及絮凝体形态学研究

摘要

为了考察无机悬浮颗粒体系的混凝过程,研究絮凝体的构造特征,该文通过PDA2000对无机悬浮体系的混凝进行光学在线监测,运用电视显微摄像仪对絮凝体的形成过程及其形态学特性进行了系统的研究,对胶体颗粒碰撞机制及混凝动力学作了初步探讨.对絮凝体形态分析表明:絮凝体平均粒径和分形维数都随搅拌时间的延长而增大,并最终趋于稳定.随着投药量的增大,絮凝体分形维数的变化较小,但絮凝体平均粒径显著增加;当投药量过高时,网扫絮凝作用下的絮体结构松散,抗剪切能力差,具有较小的平均粒径和分形维数.在PAC条件下形成的絮凝体最大粒径达到0.45mm,分形维数在1.65左右;而在硫酸铝条件下絮凝体最大粒径为0.3mm,分形维数在1.78左右.

目录

文摘

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1绪论

1.1研究背景

1.2问题的提出

1.3课题研究概要

1.3.1高岭土悬浮颗粒的混凝化学条件

1.3.2高岭土悬浮颗粒混凝过程研究

1.3.3高岭土悬浮颗粒絮凝体形态学研究

1.4论文的构成

2水中颗粒物和混凝的基础理论

2.1水中颗粒物

2.1.1水中颗粒物的危害

2.1.2颗粒物的研究进展

2.1.3颗粒物的基本特征

2.2.混凝的化学基础

2.2.1 Al(Ⅲ)水解反应

2.2.2铝水解聚合形态的结构特征

2.2.3混凝剂Al2(SO4)3和PAC的研究进展

2.2.4混凝过程中Al2(SO4)3和PAC凝聚作用形态的差别

2.3混凝过程及其凝聚动力学

2.3.1混凝过程

2.3.2混凝动力学

2.4絮凝体的特征

2.4.1絮凝体不规则性的研究历史及其凝聚模型

2.4.2絮凝体特征的数学表征

3实验与分析方法

3.1实验设计

3.2实验材料

3.2.1高岭石的矿物结构

3.2.2水合高岭土矿物表面的性质

3.3实验方法与操作条件

3.3.1实验方法

3.3.2实验操作条件

3.4实验仪器与分析方法

3.4.1实验仪器

3.4.2分析方法

4去除浊度物质的混凝化学条件

4.1混凝除浊最佳pH值

4.1.1硫酸铝为混凝剂的情况

4.1.2 PAC为混凝剂的情况

4.2硫酸铝和PAC对高岭土悬浊液混凝效果对比

4.2.1两种混凝剂的混凝化学条件对比

4.2.2两种混凝剂絮凝作用机理比较

4.3本章小结

5无机悬浮颗粒体系的混凝过程

5.1 PDA2000对混凝过程的脉动监测信号表述

5.2混凝过程的表征：FI曲线的变化情况

5.2.1以硫酸铝为混凝剂的FI曲线

5.2.2以PAC为混凝剂的FI曲线

5.2.3硫酸铝与PAC混凝指数的比较

5.3混凝过程FI曲线解析及特征参数分析

5.3.1FI曲线解析

5.3.2 FI曲线特征参数分析

5.4本章小结

6絮凝体形态变化特征

6.1絮凝体的分形维数及其测定计算方法

6.2以硫酸铝为混凝剂时絮凝体的形态学特征

6.2.1搅拌历时对絮凝体形态和尺寸的影响

6.2.2投药量对絮凝体形态的影响

6.2.3投药量对絮凝体尺寸的影响

6.2.4分析讨论

6.3以PAC为混凝剂时絮凝体的形态学特征

6.3.1搅拌历时对絮凝体形态的影响

6.3.2投药量对絮凝体形态和尺寸的影响

6.3.3聚合铝和硫酸铝反应过程及其动力学行为比较

6.3本章小结

7结论

致谢

参考文献