温度和初始颗粒大小对絮体破碎再絮凝的研究

鉴于絮体的形成/破碎/再絮凝过程在适当条件下具有强化去除水中颗粒物的效果,研究温度和初始颗粒大小对絮体破碎再絮凝去除水中颗粒的影响.采用PDA2000透光率脉动检测仪对絮体破碎再絮凝过程进行在线监测.结果表明,在较低温度条件下,絮体破碎后能有较大的恢复率;初始颗粒越大,絮体大小恢复率越高,由较小初始颗粒产生的絮体经破碎后再絮凝其再生能力不如大颗粒,沉后水浊度与大颗粒相比不具有降低优势.当电中和机理占主导作用时,絮体破碎后能重新絮凝,絮体大小能恢复到破碎之前;而当网捕卷扫机理占主导作用时,絮体的恢复能力不如电中和条件,再絮凝能力降低.絮体破碎后再絮凝的沉后水浊度明显低于破碎前,水温对其结果的影响不大.絮体破碎后再絮凝,适用于较大的初始颗粒和较低水温.     

絮凝过程絮体粒度分布特征及流场仿真

絮凝主要用以改变水中悬浮颗粒的粒度分布.絮凝反应设备创造的水力条件直接影响其内部三维流场的分布,进而对絮体成长及粒度分布起决定性作用.以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂、水中高岭土悬浮颗粒为去除对象,采用浊度仪、颗粒计数仪等在线仪器对絮凝过程进行实时监测和数据记录,研究改变反应条件对动态絮凝过程絮体粒度分布及絮凝效果的影响,并对絮凝反应器内三维流场进行了仿真计算,有助于改善反应设备水流状态和强化絮凝效果.     

给水絮凝处理中壳聚糖的助凝作用和机理

为能高效除浊,又能去除水中有机污染物,将无机絮凝剂聚合氯化铝与天然高分子絮凝剂壳聚糖协同使用,用于自来水厂的给水絮凝处理.考察助凝剂壳聚糖投加量、pH、壳聚糖相对分子质量等因素对浑浊度和有机物去除效果的影响,采用微电泳仪测定了絮凝过程中溶液Zeta电位的变化,通过电子显微镜和im-ageJ图像处理软件,对絮体形态进行分析.结果表明,在以黄河水为水源的自来水厂的给水絮凝处理中,以壳聚糖(CTS)作为聚合氯化铝(PAC)的助凝剂,pH为7.5时,PAC投加35mg/L,CTS投加0.15mg/L时,壳聚糖的助凝效果显著.壳聚糖的絮凝以吸附架桥为主,电性中和为次.显微摄像系统絮体的形态分析表明,单加PAC、PAC/CTS协同絮凝处理水样后絮体的分形维数分别为1.294和1.385.     

磁絮凝超滤在反渗透法海水淡化预处理中的应用

将磁絮凝超滤膜过滤应用于反渗透法海水淡化预处理工艺.运用Design-Expert 8.0软件设计实验,将混凝剂(FeCl_3)、磁种(Fe_3O_4)投加量作为考察因素,以平均絮体粒径作为响应值,确定其最佳投加量.结果表明:FeCl_3投加量为25.51 mg/L、Fe_3O_4投加量为5.37 mg/L时,平均絮体粒径最大,为790.391μm.相比于常规混凝膜过滤,磁絮凝超滤膜过滤混凝剂的投加量减少了近1/3,平均絮体粒径增加约62μm,跨膜压差增长缓慢,出水水质好,SDI值为1.40~1.65,降低40%左右.     

混凝-超滤系统中混凝剂对絮体特性及膜污染的影响

采用腐殖酸(HA)配水考察混凝剂类型和投加量对水中有机污染物去除效果、膜污染构成及发展规律的影响,并探讨絮体粒径、密实度等形态特征与絮体滤饼层阻力间的内在联系.结果表明:PAC和Fe Cl3作为混凝剂均能有效地去除水中的HA,但以Fe Cl3作为混凝剂时膜污染更加严重.在较低混凝剂投加量下,PAC和Fe Cl3产生的絮体细小,容易形成致密滤饼层,导致过滤阻力增大;随着混凝剂投加量的增加,絮体更容易碰撞成长,粒径增大,形成结构疏松的滤饼层,减小过滤阻力;与PAC相比,Fe Cl3絮体结构更加密实,因此滤饼层导致的膜污染更加严重.     

微细粒钛铁矿和钛辉石的剪切絮凝浮选行为

通过矿物可浮性试验、粒径测试、光学显微镜测试、浊度沉降法和颗粒间相互作用的计算,对微细粒钛铁矿和钛辉石的剪切絮凝浮选行为进行分析.结果表明,适宜的搅拌强度和搅拌时间可提高微细粒钛铁矿和钛辉石的可浮性,搅拌强度对剪切絮凝的影响随颗粒疏水性的增强而变小,絮体粒径随搅拌强度的增加而明显增大.钛辉石形成的絮体主要为开放型的枝链状结构,而钛铁矿絮体枝链闭合,较为密实;矿物的剪切絮凝行为与矿物可浮性的变化是一致的,这两种矿物颗粒在捕收剂溶液中均能发生絮凝行为.     

磁絮凝法处理河水工艺条件的响应面分析

应用响应面法分析磁絮凝工艺处理微污染河水的影响因素和去除效果.以聚合氯化铝(PAC)、磁粉(MP)和聚丙烯酰胺(PAM)的投加量为因素,利用中心组合设计(Box-Behnken)和响应面法(RSM)分析了3个因素对响应值(浊度、正磷酸盐(PO34--P)和化学需氧量(COD)的去除率)的影响,并通过拟合回归模型来描述河水中污染物的去除效果.试验结果表明:磁絮凝工艺处理微污染河水的最佳工艺条件为:PAC为51.31 mg/L、MP为176.47mg/L、PAM为0.10 mg/L.在该条件下,浊度、正磷酸盐和COD的去除率分别可以达到96.80%、86.25%和51.00%,与模型预测值的相对误差小于2.12%.建立的统计学模型确信可靠,同时表明磁絮凝工艺具有较高的河水污染物去除能力.     

絮凝时间对混凝-超滤工艺的膜污染特性影响

为了考察混凝条件对混凝-超滤工艺中有机物去除效果和膜污染的影响,采用静态超滤试验装置对引黄水库水进行了试验研究。研究了絮凝时间对有机物去除效果、絮体特性和超滤膜过滤特性的影响,分析了膜污染的影响因素。试验结果表明：溶解性有机污染物质( DOC、UV254)的去除作用主要发生在快速混合和凝聚过程,后续的絮凝反应过程对溶解性有机污染物质的去除效果没有影响。絮凝反应时间对絮体特性和膜污染特性的影响显著,过短或过长的絮凝时间均会产生不利影响,絮凝时间10 min时絮凝指数处于最佳范围,絮体二维分形维数最小,膜比通量最大,膜总阻力最小,滤饼层阻力最小,膜孔阻力趋于稳定。混凝剂投加量为20 mg/L、絮凝10 min时,絮体特性和超滤膜过滤性能均达到最佳。欠投药和过投药都会对混凝效果、絮体特性和膜阻力特性产生显著影响。     

微污染源水的混凝处理及絮体粒径研究

微污染源水的处理已经成为一个重要课题并在全世界范围内引起广泛关注,其中的浊度、腐殖质等影响到了饮用水水质。混凝是一种安全、实用、高效的水处理技术,而混凝剂是混凝技术的核心,选择一种合适的混凝剂至关重要。以硫酸铝（AS）、聚合氯化铝（PAC）、氯化铁、聚合氯化铁（PFC）等4种混凝剂处理微污染源水,再分别与助凝剂PAM、活化硅酸（ASI）复配使用,PAM与ASI具有较好的吸附架桥能力,大大提高了絮凝效率。通过检测浊度、UV₂₅₄、絮体粒径3个指标,得出这4种混凝剂单独使用时的最佳投加量分别为22、18、16、8 mg/L;与PAM复配使用时PAM的最佳投加量分别为0.1、0.1、0.05、0.2 mg/L;与ASI复配使用时ASI的最佳投加量分别为0.5、1.5、1.0、1.0 mg/L。另外,自然水体中有机物的降解会产生腐殖酸,从而污染水质。分别使用聚丙烯酰胺（PAM）、PAC以及两者复配,通过检测混凝后的UV₂₅₄以及絮体粒径指标,得出PAM、PAC单独使用时的最佳投加量分别为8、100 mg/L,PAM与PAC复配时PAM的最佳投加量为0.8 mg/L,证明复配可在低投加量下有效增强混凝效果。     

高分子絮凝剂质量浓度对泥沙絮体分形结构的影响

在黄河泥沙高质量浓度悬浊液中投加阳离子高分子聚合物,采用沉降技术与图像分析技术,探讨了聚合物的架桥絮凝机理以及不同质量浓度聚合物下架桥絮体粒径发展变化趋势,利用分形特性表征参数“分维”定量分析了不同质量浓度对絮体分形结构的影响,得出:①阳离子聚合物对泥沙颗粒的絮凝作用以架桥絮凝机理为主,电性中和机理为辅;②不同高分子质量浓度下泥沙架桥絮体粒径分布均呈广义的正态分布,不同絮凝阶段絮体存在3个粒径分布区域;③高分子质量浓度存在一个最佳值.合适浓度下的高分子架桥絮体结构密实、沉速快,静沉实验中上清液余浊低,分维值高,絮凝效果好.     

絮凝体的物理特性

从絮凝体的密度,空隙率、絮凝体的粒径分布,絮凝体的强度以及絮凝体的分形维数五个方面综述了絮凝体的物理特性及结构特性,分析了影响絮凝体物理特性的因素。     

初始湍流强度与耙架剪切对全尾砂絮凝行为的影响

资源绿色开采是矿业可持续发展的必然需求,随着深部井下开采技术的提高,充填采矿法已成为矿山开采领域必不可少的有效手段。尾砂絮凝脱水作为充填采矿法的核心,以深锥浓密机探究全尾砂絮凝沉降规律是目前全尾砂浓密理论发展的最前言技术,深锥浓密过程中给料井初始湍流强度与耙架转速是影响全尾砂絮团尺寸与沉降行为的关键因素。本文利用自制的智能连续浓密实验平台,对深锥浓密机内真实沉降环境进行模拟。结合高速摄像与粒子追踪技术,深入研究给料井内的絮团形成过程与沉降柱内的絮团沉降过程。采用Matlab及ImageJ分析软件,研究了给料井（高度10 cm,横截面直径分别为4、5、6 cm）内初始湍流强度对絮团尺寸的影响,分析了不同剪切环境下絮团沉降行为规律。研究结果表明,在固体絮凝剂单耗（20 g/t）、入料浓度（10%）和固体通量（0.1~0.3 t/h/m2）一定的条件下,给料井横截面直径分别为4、5、6 cm时,对应的最大初始湍流强度分别为28.66%、25.99%、23.16%;絮团尺寸随初始湍流强度的增加而先增加后减小;当初始湍流强度为25.99%时,全尾砂絮团尺寸达到最大6.21 mm。剪切作用可加速絮团的沉降,相同条件下,耙架转速为0时,絮团沉降速度为1.2 cm/s;耙架转速为4 rpm时,絮团沉降速度为5.32 cm/s;耙架转速为8 rpm时,絮团沉降速度为3.42 cm/s。     

结团凝聚工艺的研究(二)——结团絮凝体形成过程的动力分析

本文从分析絮凝体密度和其构造形态的关系出发,提出了理想化结团絮凝体的构造模式。通过对实际结团凝聚装置中作用在结团絮凝体上的各种外力的分析可认为高体积浓度悬浮层中絮凝体之间的摩擦力和挤压力是促使构成絮凝体的初始粒子规则排列,形成高密度结团絮凝体的主要动力。各外力与结团絮凝体的内聚力达到平衡的条件决定了结团絮凝体的构造形态和它的密度。试验结果基本上证实了这些特点。     

颗粒活性污泥法处理COD和浊度效果的研究

以模拟废水为处理对象,考查了活性污泥在稳定期、污泥颗粒期、曝气改善期三种状态下对CODcr和浊度的去除效果.实验结果表明：稳定期的CODcr去除效果最好,说明絮体污泥比颗粒污泥更有利于污染物的去除.曝气改善期浊度去除率最好,说明污泥颗粒化有利于提高污泥的沉降性能并降低出水浊度;同时,污泥颗粒化后需要提供合适的曝气强度使颗粒污泥保持合适的粒径,以稳定系统的出水水质.     

天然有机物与无机悬浮物的混凝特性对比

通过对以腐植酸为代表的天然有机物和以高岭土为代表的无机悬浮颗粒的混凝实验，分析对比了天然有机物和无机悬浮颗粒的混凝特性．研究结果表明，腐植酸的最佳pH在5～6之间，而高岭土的最佳pH值在7～8之间．在pH=5.0条件下，腐植酸的高去除率在等电点附近，说明吸附电中和是腐植酸混凝的主要作用机理，而高岭土的高去除率是中性条件下氢氧化铝网扫絮凝的结果．通过PDA对混凝过程进行在线监测，腐植酸的混凝经历了稳定、脱稳、复稳、网扫絮凝四个阶段，而高岭土只经历了脱稳和网扫絮凝两个阶段．显微摄影和图像分析结果表明，腐植酸絮凝体的分形维数随粒径增大而渐小，而高岭土絮凝体的分形维数随粒径增大而增加．     

不同曝气剪切条件下活性污泥絮体特性研究

采用轮流搅拌-曝气SBR系统模拟两种不同曝气方式(分点曝气和分段曝气),研究其形成的污泥絮体特性.结果表明:在相同的运行条件下,分点曝气形成的污泥絮体尺度大、沉降性能好,两者的SVI平均值分别为133mL/g和202mL/g,平均粒径分别为74.26μm和53.46μm,而且分点曝气中拥有更多的大颗粒絮体;分点曝气形成的污泥絮体稳定性优于分段曝气,在连续曝气条件下,两种污泥絮体均受到剪切破碎,不仅初始粒子被剥离,而且絮体也被打碎变小,但分段曝气被破碎的程度更大;分点曝气和分段曝气所形成的污泥絮体的EPS含量分别为31.21mg/gVSS和21.6mg/gVSS,且前者EPS中的多糖、蛋白质和DNA组分均比后者多,两者EPS的主要组分以蛋白质为主.两种污泥经连续曝气3h后,EPS皆增大,且多糖含量增加较多;分点曝气和分段曝气形成的污泥比阻分别为5.21×1012 m/kg和7.94×1012 m/kg,前者污泥的脱水性能较好.经连续曝气3h后,两种污泥的比阻明显增大,脱水性能变差.     

含钛高炉渣制备无机高分子复合絮凝剂及其性能研究

用盐酸溶解含钛高炉渣,将溶出液与聚硅酸按不同配比复合预聚,制得无机高分子复合絮凝剂MSF,对MSF的形貌和红外光谱进行分析：采用MSF处理模拟江水,对所形成絮体的粒径分布以及MSF的絮凝效果进行比较,并研究不同原水水质和pH值对MSF絮凝效果的影响。结果表明,按n（M）：”（Si）为1：2的配比所制MSF呈现为有较高伸展度、较粗枝杈的长链分枝形貌,形成的絮体粒径最大,对模拟江水的絮凝效果最好;在pH值为1．5-12．5时,絮体表面均呈现很强的正电性;MSF对原水水质和pH值的变化有较强的适应性。     

淤泥絮凝沉降中清浑界面沉降速度数值模拟

基于DLVO胶体稳定理论和分形理论,通过对絮团中颗粒间相互作用的分析,提出了一种计算絮团极限粒径的方法,在此基础上,分析了絮团的受力情况,从微观的角度提出了一种非均匀沙絮凝形成的清浑界面的初始段沉降速度的计算方法.结合直线段、过渡段和压缩段清浑界面的沉降理论,计算了不加絮凝剂、添加50和100mg/L絮凝剂时清浑界面的沉降速度,利用取自黄河花园口的泥沙样品,进行清浑界面的沉降速度验证试验,试验结果和计算结果较为一致.研究成果对黄河等高浊度细颗粒含沙水流的治理与处理有一定的理论和实际应用价值.     

低度浓香型白酒絮状物成分的分析

在温度较低的情况下低度白酒易出现絮状悬浮物。通过对比原降度酒液、清液与絮状物的酒精溶液三者的气相色谱数据,分析得出形成浓香型絮状物的主要组成成分有己酸乙酯、丁酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯和己酸异戊酯等酯类;极少量的高级脂肪酸和其他微量成分也参与絮状物的形成。