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絮凝方式对藻类絮体形态、强度及气浮的影响

中国环境科学 2008年第4期28卷 355-359页

作者：王玉恒王启山吴玉宝石岩安毅南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，利用混凝-气浮法处理含有较高浓度铜绿微囊藻（MA）的富藻水，在恒速絮凝和降速絮凝2种方式下，研究PAC-MA絮体的形态及强度对气浮的影响．结果表明，在PAC投加量及能耗相同的条件下，采用降速絮凝比... 详细信息

采用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，利用混凝-气浮法处理含有较高浓度铜绿微囊藻（MA）的富藻水，在恒速絮凝和降速絮凝2种方式下，研究PAC-MA絮体的形态及强度对气浮的影响．结果表明，在PAC投加量及能耗相同的条件下，采用降速絮凝比恒速絮凝处理效果更好：在PAC投加量（以A1203计）为5．6mg／L、快速混合搅拌强度（G）和时间分别为500s^-1和lmin、2级降速絮凝G值分别为100s^-1和20s^-1回流比为10％条件下，当絮凝时间为6-10min时处理效果较好，最佳絮凝时间为8min；不同的絮凝方式对PAC-MA絮体形态及强度有着显著影响，2种絮凝方式形成的絮体形态相似时，降速絮凝形成的絮体强度更大潆体的形态和强度共同影响气浮处理效果．

关键词：混凝-气浮法恒速絮凝降速絮凝絮体形态絮体强度

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混凝-超滤过程中絮体形态对膜污染的影响

环境工程学报 2017年第12期11卷 6226-6232页

作者：邹瑜斌陈昊雯段淑璇肖峰王晓爽伍建军中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 湖南大学土木工程学院长沙410082 北京城市排水集团科技研发中心北京100124 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司库尔勒841000

以常规混凝-浸没式中空纤维超滤膜工艺为研究对象,考察了原水中不同混凝剂种类、混凝剂投加量、破碎强度等条件下产生的絮体对膜污染的影响。采用牛血清蛋白、腐殖酸与高岭土人工配制水样。Al Cl_3和PACl作为混凝剂,监测不同条件下絮体... 详细信息

以常规混凝-浸没式中空纤维超滤膜工艺为研究对象,考察了原水中不同混凝剂种类、混凝剂投加量、破碎强度等条件下产生的絮体对膜污染的影响。采用牛血清蛋白、腐殖酸与高岭土人工配制水样。Al Cl_3和PACl作为混凝剂,监测不同条件下絮体粒径、分形维数等絮体结构特性的同时,考察膜通量的变化趋势以及超滤膜的形貌特征。结果表明,通过对混凝剂的投加量加以控制,可以有效地缓解膜污染的程度。在相同投加量和破碎强度下,混凝剂所含的Al_a直接影响着絮体粒径的大小。蛋白质为造成膜污染的主要有机物。当破碎强度越大,滤饼层更疏松,膜污染越轻。

关键词：混凝-超滤工艺絮体形态膜污染

强化混凝过程絮体形态对锑(V)去除效果的影响

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环境工程学报 2015年第10期9卷 4773-4779页

作者：贺维鹏高源童丽施周刘佳湖南大学土木工程学院长沙410082 中冶长天国际工程有限责任公司长沙410007

利用混凝烧杯试验法,考察聚硫酸铁(PFS)强化混凝去除五价锑(Sb(V))过程中不同混凝条件对絮体形态(包括粒度和结构)以及出水水质的影响。结果表明,絮体平均粒径和分形维数的变化主要取决于主导混凝机理,且能通过作用于混凝效果而影响沉... 详细信息

利用混凝烧杯试验法,考察聚硫酸铁(PFS)强化混凝去除五价锑(Sb(V))过程中不同混凝条件对絮体形态(包括粒度和结构)以及出水水质的影响。结果表明,絮体平均粒径和分形维数的变化主要取决于主导混凝机理,且能通过作用于混凝效果而影响沉后水中悬浮态Sb(V)含量,但对最终除Sb(V)效果(主要为溶解态)的影响极为有限;原水p H和PFS投量对Sb(V)的去除有重要影响,而温度和混凝搅拌强度的作用却较小,并且助凝剂PAM的投加会在一定程度上削弱去除效果。在实际运行中,还需尽量避免沉后水因微小絮体过多影响后续工艺的运行工况及出水水质等。

关键词：强化混凝絮体形态去除效果五价锑(V) 聚硫酸铁(PFS)

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壳聚糖助凝对三氯化铁絮体形态和强度的影响

中国环境科学 2009年第7期29卷 718-721页

作者：王丽坤王启山孙晓明杨健康刘艳芳南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用三氯化铁(FeCl3)为混凝剂、壳聚糖(CTS)为助凝剂进行给水混凝处理,研究了CTS助凝对FeCl3絮体形态和强度的影响.结果表明,在FeCl3投加量为29mg/L(以Fe计)、CTS投加量为0.1mg/L条件下,CTS助凝对絮体形态和强度有明显影响,分形维数由... 详细信息

采用三氯化铁(FeCl3)为混凝剂、壳聚糖(CTS)为助凝剂进行给水混凝处理,研究了CTS助凝对FeCl3絮体形态和强度的影响.结果表明,在FeCl3投加量为29mg/L(以Fe计)、CTS投加量为0.1mg/L条件下,CTS助凝对絮体形态和强度有明显影响,分形维数由单独投加FeCl3时的1.1855增加到CTS助凝后的1.3028,絮体强度因子(SF)由50～60变为60～70,CTS助凝后形成的絮体密实、易沉降,絮体强度大且不易破碎.另外,添加CTS助凝后,TOC、色度、UV254、浊度的去除均明显提高.

关键词：壳聚糖(CTS) 絮凝絮体形态絮体强度三氯化铁

混凝/吸附处理突发性重金属镉污染的效能及絮体形态特征分析

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给水排水 2020年第S2期46卷 88-95页

作者：孟倩南军宫奕波郭明琦哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090

利用混凝/粉末活性炭(PAC)吸附组合工艺处模拟突发性重金属镉污染的原水,考查了混凝剂种类对镉去除效能,单独混凝、单独吸附与混凝/吸附联用组合顺序对镉的去除,同时研究了PAC对镉的吸附机理和混凝过程絮体形态特征。结果表明,聚合氯化... 详细信息

利用混凝/粉末活性炭(PAC)吸附组合工艺处模拟突发性重金属镉污染的原水,考查了混凝剂种类对镉去除效能,单独混凝、单独吸附与混凝/吸附联用组合顺序对镉的去除,同时研究了PAC对镉的吸附机理和混凝过程絮体形态特征。结果表明,聚合氯化铝处理效果较好,适宜投量为20mg/L。混凝/吸附组合顺序影响镉去除,PAC先吸附30min后再混凝较优,PAC与混凝工艺能发挥各自优势,此时絮体平均粒径较大和分形维数较小,絮体较松散,利于镉的去除。

关键词：重金属污染镉去除混凝/吸附组合顺序絮体形态

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网格絮凝池中絮体形态对沉降性能的影响研究

网格絮凝池中絮体形态对沉降性能的影响研究

作者：杨路丰兰州交通大学

学位级别：硕士

论文采用网格絮凝池模型为实验絮凝池,在预实验基础上选取实验参数分别进行单因素变量实验。通过改变单一变量进行絮凝实验,获取絮凝过程和静沉过程的实时图像,利用图像分析软件计算絮体图像中絮体面积、周长、粒径、数量及絮体沉降速... 详细信息

论文采用网格絮凝池模型为实验絮凝池,在预实验基础上选取实验参数分别进行单因素变量实验。通过改变单一变量进行絮凝实验,获取絮凝过程和静沉过程的实时图像,利用图像分析软件计算絮体图像中絮体面积、周长、粒径、数量及絮体沉降速度等参数,研究各工况条件对絮体形态、絮凝出水水质以及絮体沉降性能的影响,得出以下结论:1.网格絮凝池絮凝过程中,同一网孔尺寸下低流速更易于聚集形成松散大粒径絮体,在相同位置低流速时粒径要高于其他过孔流速,当过孔流速升高时形成的絮体粒径逐渐变小且絮体数量多于其他过孔流速絮体数量,过孔流速比网孔尺寸对平均粒径的影响程度要大。较高的过孔流速因具有较短的絮凝时间和较强的涡流强度而使得松散絮体破碎为密实小絮体,适宜的过孔流速可以兼顾絮体粒径和密实度。过孔流速为10.18 cm/s时絮体分形维数最大,沉降性能高于其他过孔流速沉降性能;2.网格絮凝池絮凝过程中,同一流速时四种网孔尺寸中10mm网孔尺寸在网格絮凝池内生成的絮体粒径大于其他网孔尺寸絮凝生成的絮体粒径,10mm网孔尺寸生成的絮体表现出相对其他三种网孔尺寸更高的分形维数,10mm网孔尺寸生成的絮体表现出较低的絮体数量;3.网格絮凝池絮凝出水静沉浊度变化,网孔尺寸为10mm,过孔流速为13.40 cm/s时具有较低的剩余浊度和较高的浊度去除率。根据论文中各工况下对絮体多角度分析,网孔尺寸为10mm和过孔流速为13.40 cm/s时更多的胶体颗粒聚集为密实的大粒径絮体,絮凝出水表现出更好的沉降性能;4.网格絮凝池絮凝出水静沉过程中,四种网孔尺寸絮凝出水静沉后10mm网孔絮体平均粒径最小、絮体数量最少。13.40 cm/s时表现出较低的絮体平均粒径,过孔流速为10.18 cm/s时静沉后絮体数量普遍低于其他过孔流速。网孔尺寸比过孔流速对浊度去除率的影响程度大,但过孔流速比网孔尺寸对絮体沉降速度、粒径的影响程度大。

关键词：网格絮凝絮体形态沉降性能分形维数平均粒径

强化混凝过程絮体形态演变特征及其对除锑(V)效果的影响

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强化混凝过程絮体形态演变特征及其对除锑(V)效果的影响

作者：向帆湖南大学

学位级别：硕士

本文通过一系列强化混凝烧杯试验和中试模型试验，借助现代摄影技术及图像处理技术，在不同混凝条件下对聚硫酸铁(PFS)形成的絮体的形态特征和变化规律进行全面考察，并探讨了絮体形态对混凝效果及相应的除锑(Sb(V))效果的影响。研究结... 详细信息

本文通过一系列强化混凝烧杯试验和中试模型试验，借助现代摄影技术及图像处理技术，在不同混凝条件下对聚硫酸铁(PFS)形成的絮体的形态特征和变化规律进行全面考察，并探讨了絮体形态对混凝效果及相应的除锑(Sb(V))效果的影响。研究结果表明，絮体的分形维数主要取决于混凝后水中胶体颗粒的Zeta电位的大小，Zeta电位越接近0点，絮体的分形维数就越大，结构越为致密;而絮体的大小主要受原水pH值的影响，pH值越大，絮体则越大;就沉降性能而言，越大的絮体沉降性能通常越好，而对于较小的絮体而言，其沉降性能随分形维数的增大而提高。在pH为8.0时，快搅和慢搅强度的增大都会使絮体的分形维数减小，结构变得疏松;而在pH为6.0时，较大的快搅强度和适中的慢搅强度均会使絮体分形维数增大，结构变得致密。水温的降低不利于絮体的成长，低温条件下，PFS形成的絮体的分形维数和粒径均要小于高温条件下。当混凝效果较差时，助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的投加能够有效增大絮体的粒径，从而提高絮体的沉降性能。絮体的形态特征能影响沉后水中的Sb(V)的浓度和浊度，但对滤后水中Sb(V)的浓度没有影响，说明Sb(V)不是通过絮体的包裹和网捕卷扫作用被去除的。试验中考察了不同混凝条件下PFS的除锑效果。结果表明：除锑效果随PFS投量的增加以及原水pH值的降低而提高，Sb(V)的去除率最高可达97%;水中磷酸盐(PO3－4)的存在会显著降低除锑效果，最高可达70%;缓冲物质碳酸氢钠(NaHCO3)和腐殖质也会在一定程度上降低Sb(V)的去除率，最高分别可达20%和10%。试验分析发现，PFS对Sb(V)的去除主要是通过吸附作用，并且其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型以及准二级动力学模型，其相关系数均大于0.9，且酸性条件下的吸附容量要大于中性或者偏碱性条件。通过计算得到Sb(V)的吸附反应活化能为17.09kJ/mol，说明PFS对Sb(V)的吸附属于化学吸附的范畴，且该过程不是单一的过程。模拟水厂运行工况的中试试验表明，在投加PFS(90mg/L、70mg/L、50mg/L和30mg/L)及相应的pH值(原水pH、7.0、6.5、6.0)条件下，均能确保出水的浊度、色度、铁含量以及锑的浓度满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求，且能够连续稳定运行。从除锑效果、药剂成本以及运行成本综合考虑认为，试验条件为PFS投量为70mg/L、pH=7.0的方案运行效果最佳，总药剂成本约为0.115元/m3。

关键词：饮用水处理强化混凝絮体形态分形聚硫酸铁五价锑

混凝-超滤工艺中絮体形态特征对膜污染预测的影响

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混凝-超滤工艺中絮体形态特征对膜污染预测的影响

作者：方乘天津工业大学

学位级别：硕士

混凝-超滤技术因其高截留性以及可靠性在饮用水处理过程中得到了广泛应用。但膜污染问题却仍旧是阻碍该技术发展与应用的关键问题。当前对于膜污染趋势的预测主要采用XDLVO理论进行分析研究,对污染物与膜表面极近距离接触时所产生的相... 详细信息

混凝-超滤技术因其高截留性以及可靠性在饮用水处理过程中得到了广泛应用。但膜污染问题却仍旧是阻碍该技术发展与应用的关键问题。当前对于膜污染趋势的预测主要采用XDLVO理论进行分析研究,对污染物与膜表面极近距离接触时所产生的相互作用能进行计算从而有效的预测整个膜污染过程,然而在混凝过程中,絮体表面的形态会对预测结果产生较大的影响。而该理论的适用条件又与实际界面的情况存在差异,因此本研究针对这一不足,考虑絮体的粗糙度对膜污染所产生的影响,选用了正弦球体模型及修正的双变量WM函数并引入絮体表面形态参数,从能量角度预测分析了不同溶液条件以及粗糙度下膜污染的情况。本研究首先选用了正弦球体模型对腐殖酸（HA）絮体的表面进行了预测模拟,然后通过表面元素积分法（SEI）结合XDLVO理论与复合辛普森规则,即可量化表面具有不同形态的混凝絮体与聚偏氟乙烯（PVDF）膜间的界面作用能,以弥补单独使用XDLVO理论仅能对两光滑平面进行分析的不足。不同粗糙度条件下能量计算结果与实验结果拟合程度分别为0.85、0.89、0.91均可达0.85以上,表明该模型适用于混凝-膜过滤体系中絮体界面作用能的模拟,并且粗糙的絮体较完全光滑的絮体与膜污染趋势的拟合程度更高。随后,考虑到絮体表面形态存在粗糙不规则的特点,并且具有分形特征,因此在研究过程中引入絮体的分形维数,利用修正的双变量WM函数对分形平面进行了模拟,在光滑球体表面基础上进行坐标变换,通过MATLAB模拟出重叠的微分平面,在此基础上计算粗糙絮体表面同PVDF膜面的界面相互作用能,从能量的角度研究絮体形态包括其粒径大小以及分形维数对于膜污染的影响。实验结果表明当絮体尺寸较大,而分形维数相对低时,絮体与膜表面的界面总相互作用能最高,也就是膜污染的趋势下降更不易产生膜污染行为。在研究过程中发现,絮体表面形态对预测膜污染存在较大的影响,引入絮体形态特征之后,能够有效提高膜污染的预测结果的置信度

关键词：混凝-超滤饮用水膜污染絮体形态分形维数 XDLVO理论界面作用能

水处理微絮凝阶段絮体形态特征对过滤效能影响研究

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水处理微絮凝阶段絮体形态特征对过滤效能影响研究

作者：范菲菲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

过滤是给水处理工艺不可缺少的一个环节，其效能好坏直接影响饮用水的安全性及稳定性。从过滤单元本身进行强化具有一定的局限性，而混凝作为水处理的基础环节对后续工艺的处理效能具有显著的影响。微絮凝阶段是混凝开始的最初阶段，在... 详细信息

过滤是给水处理工艺不可缺少的一个环节，其效能好坏直接影响饮用水的安全性及稳定性。从过滤单元本身进行强化具有一定的局限性，而混凝作为水处理的基础环节对后续工艺的处理效能具有显著的影响。微絮凝阶段是混凝开始的最初阶段，在该阶段脱稳颗粒迅速变化，其絮体形态对混凝效果及后续沉淀过滤环节影响较大。本文以混凝-沉淀-过滤试验为基本的研究手段，颗粒计数仪、浊度仪及压力计在线监测水质和滤层水头变化情况。通过研究原水微絮凝直接过滤工艺滤前进水的微絮体形态对过滤效能的影响。在此基础之上，研究常规混凝-沉淀-过滤工艺微絮凝阶段的絮体形态对过滤效能的影响，并引入硅藻土及碳酸钙粉末改变初始颗粒分布使试验结论得到更充分的证实。利用前两种工艺情况下的研究，将结论应用到低温低浊水的处理过程，通过强化微絮凝阶段使过滤效能提高。研究结果表明：原水微絮凝直接过滤，滤前进水絮体颗粒的分形维数越大，滤后出水的颗粒数越少且变化越平稳，过滤初始压力越小，滤层上水头升高速率越慢;滤后剩余颗粒总数及过滤始末时刻滤层上压力差值与滤前进水絮体分形维数呈线性负相关关系，相关系数在0.7以上。本试验条件下的常规工艺中，混凝开始的9.2min内满足微絮凝阶段颗粒快速变化的特征，定义微絮凝阶段为混凝开始的0～9.2min。改变PAC投量、硅藻土投量和碳酸钙投量的情况下，沉后水剩余颗粒数、沉后水剩余浊度、滤后出水颗粒总数、滤后出水影响过滤显著的颗粒数之和、滤层上压力变化值均与微絮凝阶段分形维数变化速率呈负相关关系，相关系数在0.7以上。投加硅藻土或碳酸钙能够显著改善滤后出水水质及降低滤层上的压力值，当PAC投量为20mg/L及硅藻土投量为20mg/L时，滤后出水颗粒数控制在200个/mL以下，PAC投量相同碳酸钙粉末投量为20mg/L时滤后出水颗粒数控制在100个/mL以下。低温及低浊对水处理的影响表现在混凝过程中脱稳颗粒形成较大絮体颗粒的速率低，混凝结束时终止于形成中等粒径的絮体悬浮于水中不能沉降，其微絮凝阶段时间较长，分形维数开始变化的时间较晚且变化速率较低，导致滤后出水颗粒数及滤层上压力值偏高。从强化微絮凝阶段絮体形态的角度提出三种有效处理低温低浊水的措施，分别为采用适合低温低浊水处理的水力条件、选用合理的絮凝剂及改变初始颗粒的方式。本试验条件下，快搅时间1min,快搅强度400rpm,氯化铁投量12mg/L及硅藻土投量10mg/L时，微絮凝阶段粒度变化更迅速，分形维数开始变化的时间较早且变化的速率更大，为低温低浊水处理的最佳工况，过滤5min稳定后滤后颗粒总数控制在100个/mL以下，滤层上压力值也较低，滤层水头损失增长较慢，过滤周期更长，节省运行成本及管理费用。

关键词：微絮凝阶段絮体形态过滤效能低温低浊水