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混凝工艺作为水处理工艺的关键环节之一,其效果的好坏直接影响后续工艺的运行状况、出水水质和运行成本,因此对混凝工艺、混凝机理的研究一直是水处理领域的研究热点。论文对给水处理工艺中的混合、絮凝等问题进行了研究,探讨了混合与絮凝传质的机理,在分析控制混凝过程的动力学条件的基础上,以南方典型水体为处理对象,通过混合工艺试验及絮凝工艺的小试、中试,对不同动力学条件下的颗粒数量、颗粒尺度、颗粒形态及其处理效果进行了研究,确定了合理的混合工艺形式和絮凝工艺分级及其最佳的动力学控制参数。 研究表明,增加药剂投加均匀度可有效缩短混合时间t,t的缩减系数为π/(π+n)。论文在对混合过程影响因素进行综合分析的基础上,提出了混合因子IH这一参数,它反映单位能耗对混凝剂扩散均匀程度的贡献度,可作为混合工艺的评价指标。 论文针对不同形式混合设备进行了研究。试验结果表明,管道混合效率较低;混合型式为网格时,格网的宽度、线径比对混合的影响较大,随着肋条宽度的增加,水头损失加大,随着线径比的增加,水头损失减小;随着混合时间的延长,混合效果并未有明显改善,混合长度定为3.0~4.0米是合理的工程控制长度。 絮凝工艺的小试和中试研究结果表明,将絮凝工艺分为三级比较适宜,各级工艺的最佳Fr范围:第一级,0.015~0.05;第二级,0.006~0.02;第三级,0.003~0.010。论文以普通格网絮凝工艺为对照,通过中试试验对强化格网絮凝工艺的运行效果进行了对比。试验结果表明,与传统工艺相比,强化工艺的处理水量在(1±30%)Q的范围内变化时,沉淀后水质通常可控制在1.0NTU以下,其保证率实测在85%以上,沉后水和滤后水藻类去除率分别为79.4%和94.1%,较对比工艺提高12.5%~23%;水头损失为0.25m,较对比工艺能耗低40%;工艺末端的矾花有效直径达到0.47mm,较对比工艺大24.2%~43.8%;强化絮凝格网工艺的分形维数达到了1.64,其IX较对比工艺高50%以上,其抗冲击能力明显优于对比工艺。