六角孔网格絮凝艺的絮凝机理研究.pdf

Classified Index: CODE: 10075 U.D.C: NO: A Dissertation for the Degree of M. Science Flocculation Mechanism of flocculation craft in Hexagonal hole mesh Candidate: Meng xianglei Supervisor: Associate Prof. Wang qin Academic Degree Applied for: Environmental Science Specialty: Master of science University: Hebei University Date of Oral Examination: May, 2013 摘 要 摘 要 近年来，原水水质不断恶化，处理工艺水量变化大，传统的絮凝池存在絮凝效果 不稳定、絮凝时间长、占地面积大等问题。我国新实施的《生活饮用水卫生标准》 （GB5749-2006 ）中对浑浊度限定值由原来的3NTU降为1NTU。本文重点研究了六角孔 网格絮凝设备的絮凝机理，对开展水处理工程具有重要意义。 六角孔网格絮凝设备由多片正六边形网格联接而成，能够紧邻排列，其较正三边形 和正四边形有更佳的水力边界条件；可以根据水质和水量的变化进行方便而有效的调整 网片的数量，网眼的尺寸。本文结合分形理论、絮体强度、絮体的Zeta 电位、絮体颗粒 的粒度和絮体的结合键对絮体的生长过程进行研究。确定当原水浊度为 100NTU、絮凝 时间为12min、絮凝剂投加量为18 mg·L-1、网格内径为3mm 时，经六角孔网格絮凝设 备处理后出水水质良好。絮体在絮凝的前期、中期和末期均有良好的形态特征，其分形 维数分别为2.0802 、2.2087 和2.1356 ；强度分别为0.02459 N·m-2 、0.02834 N·m-2 、0.02671 N·m-2 ；Zeta 电位分别为-2.98 mV 、-0.55 mV 、-2.87 mV ；颗粒粒度分别为2.405μm、2.598μm、 2.673μm；絮体的结合键为共价键。结果表明在絮凝过程中絮体密实，空隙率小，密度随 之变大，不易被水流的剪切力剪碎。 当絮凝时间短时，进水流量较大，流速也随之增加，使絮凝剂不能充分与水中颗粒 混合；当絮凝时间过长，颗粒碰撞几率随流速减小而减小，使其吸附能力下降，形成的 絮体较松散。絮凝剂投加量少时，絮凝不彻底，水中带正电荷的絮凝剂不能完全中和带 负电荷的颗粒；当絮凝剂投加量过大，虽然带入了更多的正电荷，但是同时带入的絮凝 剂分子可能包裹胶体颗粒表面，使开始形成的不稳定胶体重新处于稳定状态分散于水 中，从而使絮凝效果变差。网格内径较小时，流速分布更合理，反应时间缩短，水流经 过网格边缘拐角时，能量损失减小，速度梯度变化平缓。 本文进一步验证了六角孔网格絮凝设备具有絮凝效果好，絮凝时间短，药剂投加量 小，占地少，成本低，抗冲击能力强的的优点。通过对絮体进行的絮凝形态学研究，明 确了六角孔网格的絮凝机理，对于絮凝反应系统的设计、改造及发展高效集成化的絮凝 处理工艺具有重要的指导意义。 关键词 六角孔网格絮凝设备 絮体 絮凝形态学 机理 I Abstract Abstract In recent years, the raw water quality