黄河泥沙的絮凝形态学和絮体构造模型问题

从黄河高浊度水在高分子絮凝剂作用下的干扰沉降现象出发，叙述了黄河泥沙颗粒与高分子聚合物链状分子间的吸附作用、黄河泥沙絮凝过程的比表面积模型。结合分形理论在絮凝形态学中的应用，对有限扩散凝聚、弹射凝聚和反应控制凝聚等三种凝聚模型进行了简介，同时讨论了絮体的分形和高分子聚合物的分形。文章对几种分形维数的计算方法作了简介。以黄河泥沙颗粒絮凝后形成的微小絮体为代表，讨论了絮体的构造模型，以及自由沉降和干扰沉降状态下，不同的絮体构造模型及模型的适用可能。     

长江水系低温低浊水混凝沉淀技术

根据长江水系低温低浊水质特点及其对混凝、沉淀产生的不良影响,本文从采取工程措施和控制混凝剂投量两方面出发,提出凝聚阶段要有足够的混合能量,絮凝阶段要分段控制,合理分布絮凝能耗,以形成均匀密实的絮体。     

脉冲澄清池运转方式的改进

日本大阪市水道局的工业用水系统城东净水厂,采用的是脉冲澄清池,在使用过程中,曾产生过如下问题:1.因泥渣层厚,泥渣新陈代谢慢,在池内停留时间长(20～30日)时,不仅对细微絮凝体的凝聚吸附能力差,而且由于脉冲影响,使一些大块絮体形成的泥渣,再次分解成微小絮体,使沉淀速度降低,因此,当水温或水量稍有变化时就上浮,使处理水恶化而造成泥渣膨胀。     

黏性泥沙絮团形态的模拟研究

基于耗散粒子动力学方法,通过构造作用力场势函数,模拟计算了不同电荷量及泥沙浓度条件下黏性泥沙的絮凝过程,得到了在范德华力、静电力以及氢键力作用下,负电性泥沙颗粒絮团形成过程及三维结构形态。结果表明,絮团内部非键能的变化是导致絮团外部形态变化的内在原因。泥沙颗粒表面的负电荷量越大,非键能越大,形成初始絮团所需要的时间越长。在泥沙颗粒黏结絮凝过程中,非键能与分形维数减小,絮团中泥沙颗粒数目增多。在一定的絮凝时间内,低电荷泥沙形成的絮团中泥沙颗粒数目明显大于高电荷量下絮团中泥沙颗粒数目。泥沙颗粒表面负电荷量大的泥沙形成的絮团分形维数大于负电荷量小的絮团分形维数。水沙体系中泥沙浓度越大,最终形成的絮团个数越少,絮团结构越密实。     

脉冲澄清池的几个问题的探讨

脉冲澄清池和其它类型的澄清池一样,都是充分利用已沉淀于池中的絮凝体(泥渣)表面的活性,将原水中的悬浮物吸附、粘附、凝聚成较大颗粒的絮凝体,从而造成与水分离的有利条件。脉冲澄清池与其它类型的泥渣过滤(悬浮体接触)澄清池相比较,其主要特点是:悬浮泥渣层处于由下向上和由上向下的周期性的往复运动状态,即脉动状态。为造成这种状态,势必周期性地向池中投配定量的原水。在水源连续,均匀地向脉冲澄清池供水的情况下,就必须在脉冲澄清池进水头部采取措施,将连续均匀供水改变为周期性地变量供水。采用真空式、虹吸     

黄河泥沙架桥絮凝聚集体的分形

处理含沙量在20～30kgm3以上的高浊度水,必须采用高分子絮凝剂进行固-液分离。在这些工艺中架桥絮凝是最常见的颗粒凝聚机理。然而,对有关架桥絮凝体的构造特性知之甚少。本文采用沉降技术并结合黄河泥沙架桥絮凝体的电镜照片,对絮体分形特征进行了研究。从沉降实验数据求得稳定态泥沙絮体质量分维D3=1930±005,这表明絮体具有高度多孔的分形构造。运用分维模型及图像处理技术得到的二维分维值D2证明,如果假定所有的泥沙絮体在层流范围沉降,则会低估了质量分维值。     

长江口絮凝聚沉特征与颗粒表面理化因素作用——Ⅱ颗粒表面性质对聚沉的作用

本文通过１９８６年和１９９０年现场测试资料研究了长江口区悬浮颗粒的表面性质（ＣＥＣ、ＳＳＡ、Ｚｅｔａ电位）和组分（Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｆｅ及其水合氧化物）的变化特征，结合前文（Ⅰ·悬浮颗粒絮凝沉降特征）所阐明该区絮凝聚沉状态和若干参数的特征变化，从中发现它们的密切对应关系，揭示了长江口区絮凝聚沉状态和体系稳定性变化的物理化学机制，证明颗粒表面组分与表面性质的变化是絮凝聚沉的本质因素。为长江口区絮凝聚沉的深入研究和综合整治提供重要的科学基础。     

絮团与颗粒不等速沉降碰撞研究

絮团和单个颗粒的碰撞、粘结规律对于深入理解粘性泥沙不等速沉降引起的絮凝具有重要意义。在暂不考虑絮团与颗粒间相互作用力的条件下,用不同密度球形颗粒近似描述絮团,利用格子Boltzmann方法模拟了不同密度絮团和单个颗粒静水沉降过程,分析了絮团和颗粒相对运动轨迹和碰撞效率。模拟结果表明,絮团和单个颗粒不等速沉降碰撞过程中,当较大粒径的絮团沉降速度快但密度较小时,单个颗粒相对于絮团运动可能形成封闭轨迹,絮团和颗粒间粘结概率几乎为零,絮团很难通过捕捉单个颗粒而形成更大絮团。     

泥沙颗粒生长生物膜后沉降的实验研究Ⅰ：实验设计及粒径变化

天然河道与湖泊的水污染问题日益受到广泛的重视,对泥沙颗粒的基本特性的研究也开始与水体污染物质的吸附解析、微生物的吸附成膜等水环境生态方面结合起来。本文通过对官厅水库的泥沙分组进行培养,并采用先进的图像采集观测系统,对泥沙生长生物膜后的絮体在沉降时进行拍摄采集,探讨了颗粒级配的变化情况。同时利用得到的颗粒特征值,推导了水体不同营养条件下的粒径变化公式。数据表明泥沙在生物膜的作用下形成新的泥沙生物絮体颗粒,能够在水沙交界面上形成粒径范围很宽的颗粒组使得级配变化显著。     

相关链接——名词解释

①混凝作用：包括混合和絮凝两个阶段。原水中细小颗粒（悬浮物和胶体）沉降很慢．需要投加各种混凝剂（凝聚剂），混合作用就是使混凝剂迅速均匀地扩散到水中．水解产生的大量正离子使胶体的负电性斥力降低，从而使杂质颗粒降低稳定性即“脱稳”的过程。絮凝作用是使混合阶段形成的细小絮体，通过相互碰撞，形成具有良好沉淀性能的较大絮凝体的过程。     

水处理过程中的絮体图像纹理特征分析及应用

通过对混凝试验中絮体图像特征值的计算分析，发现纹理学特征中的熵可以表征图像中絮体的密实程度，絮体图像的熵越高则絮体越密实；纹理学特征中的相关性可以表征图像中絮体分布的均匀程度，絮体图像的相关性越高则絮体分布越均匀。使用该结论分析某城镇净水厂工艺中絮体图像在不同工况下的变化，结果表明：通过分析絮凝池末端及沉淀池出水絮体图像的纹理熵和纹理相关性，可以反映不同工况下絮体的生长状况。通过使用沉淀池出水絮体图像纹理特征数据训练的出水预警模型准确率要普遍高于使用形态特征的模型，且二者结合进行训练的模型准确率可以进一步提高，最高准确率为81.8%。     

常规水处理工艺应用粉末活性炭技术的最佳投点选择研究

本研究探讨了在常规水处理工艺中选择粉末活性炭投加点的一般规律。研究结果表明，在絮凝池中，当絮体尺度发展到与粉末活性炭颗粒尺度相近时的位置应作为最佳投加点。在该点投加粉末活性炭既可避免竞争吸附，又可使絮体对粉末活性炭颗粒包裹作用最小，可以充分发挥粉末活性炭的吸附效率。     

泥浆浊液面沉速特性分析及试验研究

悬浊液浊液面沉速与粉细颗粒絮凝作用紧密相关.通过沉降柱试验,建立浊液面稳定沉降段基于泥浆悬浊液浓度与单颗粒沉速的浊液面沉速方程,分析了浊波面的形成原因与沉速影响因素.结果表明:泥浆中土颗粒因尺寸分布差异而在沉降过程中存在层次沉降现象,沉降过程中不同沉降高度处粒组大小、含量均不同;浊液面沉速主要由上层悬浊液次级絮团沉速确定,内部絮团沉速对浊液面沉速无显著影响;颗粒粒径、粒组含量、起始沉降浓度、自重效应、黏滞效应以及絮凝体结构的层次性与差异性均影响浊液面的形成及沉速,其中颗粒粒径与起始沉降浓度是决定絮凝作用程度的决定性因素.     

水流的冲泻质输沙机理研究I：理论分析

本文理论分析表明，水流挟带的细颗粒是否参与造床，不仅与颗粒大小、水流强弱有关，而且与流域来沙中颗粒浓度密切相关，通过分析细颗粒在床面附近浓度分布，发现细颗粒能够在水流中大量存在，但不参与造床的条件为上游来沙中细颗粒浓度小于水流的最大冲泻质输沙能力；其本质原因是水流相对强度足够大，床面附近作用在细颗粒上的升力大于颗粒浮重，使得细颗粒浓度在床面附近自上向下迅速趋近于零而具有正的浓度梯度，文中将水流输运泥沙分为冲泻质、冲泻型床沙质和床沙质三种，并作出了定量定义，澄清了一些概念上的混乱。     

超脉冲澄清池

一、机理超脉冲澄清池就其外型和脉冲两个方面来看,与普通脉冲澄清池很相似;但两者在内部结构和反应机理上有着质的区别。脉冲澄清池是靠高浓度、膨胀的悬浮泥渣层对已投加药剂的原水进行凝聚和泥渣过     

水流的冲泻质输沙机理研究Ⅰ：理论分析

本文理论分析表明，水流挟带的细颗粒是否参与造床，不仅与颗粒大小、水流强弱有关，而且与流域来沙中细颗粒浓度密切相关。通过分析细颗粒在床面附近浓度分布，发现细颗粒能够在水流中大量存在，但不参与造床的条件为上游来沙中细颗粒浓度小于水流的最大冲泻质输沙能力；其本质原因是水流相对强度足够大，床面附近作用在细颗粒上的升力大于颗粒浮重，使得细颗粒浓度在床面附近自上向下迅速趋近于零而具有正的浓度梯度。文中将水流输运泥沙区分为冲泻质、冲泻型床沙质和床沙质三种，并作出了定量定义，澄清了一些概念上的混乱。     

PDA在给水厂排泥水处理中的应用

对透光率脉动检测仪PDA用于给水厂排泥水的絮凝剂选型以及最优反应条件(投药量、配药浓度、pH)的确定进行了试验.通过测量絮凝指数R,实现了对絮体生长过程的在线监测.试验结果表明,由阳离子型C-PAM-1生成的絮体大且结实,投药量为20 mg/L时,R迅速增长至峰值后保持稳定.较低的配药浓度有利于C-PAM-1的水解.C-PAM-1在酸性条件下能更好地发挥吸附架桥作用,形成大颗粒絮体,并且在试验pH范围(3～11)内,pH越低,絮凝效果越好,生成的絮体粒径越大,R的最终稳定值随pH的增大而减小.     

活性污泥法二次沉淀池新工艺“絮凝-沉淀”系统的研究

本文研究了在活性污泥法中增加不同紊动度和不同停留时间的絮凝室对澄清前混合液中生物絮体的物理特性的影响和采用“絮凝-沉淀”系统理论对现有竖流式二沉池改进,以提高二沉池运行能力和处理效果以及低压静电场对活性污泥絮体物理特性的影响。主要结论如下:     

黏性泥沙絮团强度的试验研究综述

絮凝是河口地区水沙交换过程中极为重要的一环,动水絮凝过程可概括为:颗粒碰撞—有效碰撞黏结—絮团重构—絮团破裂—絮团再形成,最终絮团达到动态平衡状态,这是絮团强度在紊动剪切作用下的结果。从絮团强度的试验研究角度回顾了国内外研究进展,此方面研究多围绕絮凝的影响因素与絮团强度的特征参数之间的定性规律、经验或半经验定量关系的角度展开,采用不同的观测装置、设备和技术,以期对絮凝动力学得到更为深入的认识。     

无粘性均质颗粒在细颗粒悬浮液中的沉降

对无粘性颗粒在细颗粒悬浮液中的沉降进行了试验研究。颗粒的沉降可分为在离散型絮团中的沉降和在絮团结构体中的沉降两类。前者只有水下重力和流动阻力的作用;后者则另有絮团结构体的强度作用。对离散型絮团的阻尼作用提出了计算公式,验证的结果良好。颗粒在絮团结构体中沉降时,在一定条件下,均质颗粒具有非均匀的沉速分布。本文对此作了初步的解释。实验资料又表明浓度的不规则分布现象,也作了初步说明。