四氯化锆与硫酸铝处理微污染水的絮体形态及强度

以某微污染水库水为研究对象,采用激光粒度仪对四氯化锆(Zr Cl4)和酸铝(Alum)的絮凝、破碎及再絮凝过程絮体粒径进行了在线监测,对比考察了不同PH条件下,2种混凝剂形成的絮体的粒径、生长速率、分形维数及强度。     

黄河原水絮体分形及分形维数研究

水的混凝处理过程中,絮凝体的结构具有分形构造特征,直接影响着水处理的固液分离效果,若絮凝体较为密实,形态结构紧凑,则易于沉降.依据分形理论,以郑州段黄河原水为研究对象,借助电子显微镜和图像分析系统,考察了絮凝体分形维数与混凝剂投量、沉后水浊度、UV254、CODMn之间的关系.结果表明,絮体分形维数的变化能够很好地反映絮凝程度及处理效果,可作为自来水厂进行混凝控制的参数.     

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。     

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。     

湖泊环保疏浚工程中泥浆絮凝效率的优化研究

湖泊环保疏浚工程中底泥细颗粒泥沙难以形成较大的絮团,在处理过程中极易造成二次污染,需要添加絮凝剂等外加剂处理疏浚底泥。为了避免絮凝剂浪费和二次污染,解决泥水分离效果不佳等问题,通过试验确定了达到最佳絮凝效果时泥浆浓度与絮凝剂绝对浓度的函数关系,以及泥浆与一定浓度絮凝剂的最佳配比。结果表明:按照试验得出的泥浆浓度与絮凝剂绝对浓度的函数关系配比絮凝剂,缩短了絮凝时间,提高了脱水效率;优化后泥饼的平均含固率由原来的36.30%提高到了40.16%,平均减水率为9.52%;絮凝效率的优化会直接降低泥饼外运量,减轻堆场负担、节约运输成本、减少二次污染,提高整个工程的施工效率。     

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:     

PAC为混凝剂时高岭土悬浊液的混凝条件及絮凝体形态学特征

通过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.试验结果表明,高岭土悬浊液的最佳混凝pH为7～8,在低投药量时,压缩双电层和吸附电中和是主要的混凝机理,在高投药量条件下,则是卷扫絮凝起主导作用.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.在pH=7和以PAC作为混凝剂的条件下,形成的絮凝体最大粒径为0.45 mm,对应的分形维数约为1.68.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,絮凝体分形维数略有下降(1.60),但絮凝体平均粒径减小明显,降至0.25 mm左右.     

城市污水处理厂化学辅助除磷的研究

以城市污水处理厂好氧末端混合液为研究对象,选择聚氯化铝(PAC)作为混凝剂考察化学辅助除磷效果,结果表明:当投加量为30 mg/L时,上清液TP浓度<1.5 mg/L,稳定达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准,投加了混凝剂后,污泥絮体变得更密实,SVI值明显下降,沉降性能良好。经济分析表明,污水处理成本仅增加0.019 8元/m3。     

长江中下游洪枯季泥沙絮凝研究

基于2008年1月(枯季)和2012年8月(洪季)长江中下游实测水沙资料,发现洪枯季悬沙絮凝特性存在显著差异,枯季絮凝程度比洪季显著偏高,与长江河口情况相反。进而从水动力和泥沙特性两个方面对比分析了中下游淡水絮凝的主要影响因素,结果表明在流速较小时,小于1m/s,流速增大能够促进絮凝;而当流速较大时,流速继续增大不利于絮团的发育。此外,随着含沙量的增大,絮团有效密度增大,指示絮凝程度降低。悬浮泥沙分散颗粒越细,絮凝程度越高,并且大絮团主要由黏土组分构成。     

两种天然高分子絮凝剂

近几年作者研制了两种天然高分子絮凝剂,是以榆皮草和芋艿为原料制成的,絮凝性能较好,制作简易,成品无毒,价格便宜,现简介如下。制作:1.把成熟的榆皮草晒干,铡成10～20厘米小段,碾成粉,过筛,即得成品。2.把芋艿洗净、去皮、研磨粉碎(越细越好),加防腐剂混合均匀,成品包装。使用时配成溶液即可。一、除浊效果1.榆皮草粉的絮凝作用水只用金属混凝剂,结成的絮花疏松、细小,漂浮在水中不易下沉,而加入高分子絮凝剂、榆皮草粉后就能使已形成的絮花变大、加实,从而提高了沉淀效果,见下表。     

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.     

黄河高浊度水的絮凝形态学特性

在黄河泥沙高浓度悬浊液中投加阳型高分子聚合物进行沉降试验时，借助电镜观察、图像分析技术与“分维”特征参数，探讨了不同絮凝阶段含沙高浊水絮凝形态学参数的变化规律。结果表明：分形絮体的粒径呈广义的正态分布；絮体自由沉速的变化规律不能用传统的Stokes定律解释；不同泥沙浓度对应的絮凝形态学特性的发展变化规律相似；理想絮体分形结构出现在絮凝过程的中间时段，此时，絮体粒度分布集中、密实程度高、孔隙率小、沉速快、分维值最大。     

纳米SiO2与聚氯化铝对含表面活性剂原水的絮凝效果研究

借助图像分析技术与分形理论,对含十二烷基硫酸钠(SDS)高岭土颗粒的动态絮凝过程、絮体分形结构的形态学特征、纳米SiO2与聚氯化铝(PAC)对剩余浊度与SDS的去除效果进行了研究分析。结果表明:①SDS存在时,高岭土颗粒表面ζ电位绝对值增加,且高岭土原始粒径略有增大;②投加PAC,剩余浊度降低明显,但SDS的表观去除率较低;③升高水温对浊度与SDS去除效果有改善;④纳米SiO2能显著提高PAC对浊度与SDS的去除效果,悬浊液中絮体粒径增大,絮团内部孔隙率较高,沉速加快,分维值下降。     

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%。     

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。     

回转式隔板絮凝池提效改造设计

为提高生产效益,解决回转式隔板絮凝池药耗较高、絮凝效果不理想的问题,将回转式隔板絮凝池改造为折板絮凝池,并利用原中央进水管为排泥管设置排泥区,减少改造工程量,缩减工程建设时间。改造后沉淀池出水浊度小于3NTU,药耗降低21%。     

分级沉淀工艺处理水电工程砂石加工生产废水研究

应用分级沉淀工艺,通过控制水力停留时间将传统的平流沉淀池改造为一级平流沉淀池—二级平流沉淀池—絮凝反应池—絮凝沉淀池的分级沉淀工艺,将粗细泥渣分别单独沉淀分离,解决了水电工程砂石加工废水处理系统泥渣淤积问题。试验结果表明,分级沉淀工艺处理砂石加工生产废水效果好,系统无泥渣淤积,工艺运行稳定。在HRT为60min、絮凝剂为5%PAC和1%工业片碱情况下,SS平均去除率可达99.8%以上,出水SS达《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。     

机械絮凝与折板絮凝冬季运行对比分析

为对比折板絮凝与机械絮凝对低温低浊水的处理效果,特选取黄河下游两个原水水质与混合工段相似的水厂。基于颗粒物粒径分布与浊度分析,表明相较于折板絮凝,机械絮凝可以为絮体的成长提供良好的水力条件,各级絮凝段颗粒物密度系数A和颗粒物粒径分布系数β均低于相应折板絮凝工段,大粒径颗粒物占比明显提高,出水中1μm以上颗粒物平均粒径为6.5μm,高于折板絮凝出水颗粒物平均粒径3.1μm。此外,经相同烧杯沉淀后,机械絮凝与折板絮凝出水浊度分别为(1.1±0.2)NTU与(2±0.3)NTU。研究结果表明机械絮凝在降低浊度和COD_(Mn)等方面,效果优于折板絮凝,为水厂运行优化及水质提标提供理论和实践基础。     

网格絮凝池结构参数对流场影响的数值模拟

针对网格絮凝池首层栅条位置及宽深比规范化的研究空白,运用FLUENT软件,采用标准k-ε湍流模型模拟了进口到首层栅条距离(h1)及宽深比对网格絮凝池流场变化的影响。首先对CFD模型进行了试验验证,计算得二者平均水力停留时间误差在3.03%,说明数值模型具有良好的可靠性。CFD模拟结果表明,h1在400~800mm范围内变化时,流场的死水区域较小,速度分布较为均匀,能够为絮体颗粒进行聚集和碰撞提供良好的水力条件;单个竖井宽深比在0.29左右时,流场的涡旋速度梯度G'值在26 s-1左右,有利于形成大量密实的絮体,且不易产生破碎现象。该研究可在一定程度上为网格絮凝池的结构设计提供相应的理论依据。