涡漩水流对混凝沉淀效果影响的研究

应用粒子图象测速技术，建立了研究往复隔板絮凝池涡漩流场的室内测试系统，对往复隔板絮凝池拐弯处水流涡漩运动进行了研究，运用粒子图象测速技术，可进行多点同步测量，获得速度随时间变化的平面和空间分布，因该技术是非常接触式的，不干扰流场，故提高了可靠性，使用量测系统软件，对不同方案的涡漩运动进行了分析，并对混凝沉淀效果进行了比较。     

粒子图像测速技术在往复隔板絮凝池中的应用

由于往复隔板絮凝池廊道狭窄、絮凝池拐弯水流结构复杂,致使整个流场的量测十分困难。采用了粒子图像测速技术,对其流场进行了量测与相关分析,提高了分析结果的准确性和可靠性。     

混凝过程中微絮体形貌的AFM液池成像观测与表征

采用扫描探针显微镜液池成像技术,对混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征.结果表明,原子力显微镜液池成像技术可以对混凝过程中的微絮体进行形貌表征和数字描述,并证实在实际印染工业尾水的微絮凝过滤试验处理过程中,微絮凝时间为2min,搅拌强度为100s-1时可以达到优化的处理效果.这也说明液池成像技术能够较好的反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征,从而实现对环境微观界面过程的原位观测与表征.     

混凝过程中絮体形貌的PIV成像观测与表征

采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor-Couette反应器内的混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征.结果表明,内筒转速在20～60r/min范围内,生成的絮体颗粒较大,粒径分布均匀,絮凝沉淀效果最好.由于内筒旋转速度的变化直接导致混凝流场形态的变化,所以混凝过程中流场形态的变化对絮体生长过程有重要影响,进而直接影响到混凝效果.混凝过程中流场的周期性变化、涡间存在液体传递的波状涡结构有利于絮体颗粒的结合生长,并导致较高的絮凝沉淀去除率.这也说明PIV技术能够在测量流场的同时较好地反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征,从而实现对絮凝过程的原位观测与表征.     

原子力显微镜液池成像技术应用于微絮凝过滤工艺过程中的实验条件优化

采用原子力显微镜液池成像技术对微絮凝过滤工艺过程中的微絮凝时间和搅拌强度进行优化.结果表明,原子力显微镜液池成像技术可以对混凝过程中的微絮体进行形貌表征和数字描述,并证实微絮凝过滤工艺在处理实际印染工业尾水过程中,微絮凝时间为2 min,搅拌强度为100 s-1时可以达到优化的处理效果.     

混凝工艺设计优化方法研究

提出了混凝工艺设计的优化方法,通过烧杯试验得到最优混凝剂和最佳投加量以及最佳设计絮凝时间,并利用正交试验寻求多因素不同水平组合下的最佳能耗分配方案.该方法可以为水厂的絮凝池设计提供较为科学的设计数据.     

混凝过程中流场结构的PIV测量与表征

采用粒子成像速度场仪(PIV)在不投加专用示踪粒子的条件下,以混凝絮体为示踪粒子,对Taylor-Couette反应器内的絮凝反应流场进行测量与表征.结果表明,内筒旋转雷诺数Re在900~2900时,流场中产生的涡具有相似的特殊波状涡结构,相邻涡旋形态大小发生周期性变化,涡间存在主流液体的移动,这种涡结构有利于絮体结合生长成较大的絮体颗粒,便于沉降而导致较高的絮凝沉淀去除率.这也证实PIV技术能够在进行混凝反应的同时,用混凝过程中的微絮体为示踪粒子对混凝过程进行流场测量,不必再额外添加示踪粒子,就能较好地反映混凝过程中涡旋的形态变化特征,从而实现对絮凝过程的同步测量与表征.     

沉淀池中异重流对混凝沉淀效果影响的试验

沉淀池中异重流会给混凝沉淀带来不良影响,为了提高混凝沉淀效果,防止异重流对絮凝池的间接影响,本研究对平流沉淀池中异重流的形成原因进行讨论,并对异重流的特性进行试验研究与分析。研究表明:控制水流流型的稳定性是对沉淀池中异重流进行控制的主要措施。     

涡流澄清池反应区流态模拟及试验分析

对涡流澄清池反应区投加涡流反应器及不投加涡流反应器2种工况进行现场试验,用Zeta电位仪及FCD(絮凝光学检测仪)检测絮体ζ电位及其结构形状的变化情况;然后采用fluent软件模拟水流在涡旋澄清池反应区中的涡旋尺度、涡旋分布、流场状态,获得反应器内部流场的详细信息;在投药量及进水量相同情况下,比较分析试验及数值模拟结果。结果显示,数值模拟的结果与现场试验结果具有较好的相似性,证明数值模拟的正确性,为以后优化反应器的设计及运行参数提供思路。     

含特殊悬浮物矿井水正交混凝试验研究

针对煤矿在特定时期排出的以微细岩石粉为主的特殊悬浮物矿井水水质,设计了L25(56)正交混凝试验,考察混凝过程中各因素对出水浊度的影响程度及最优化条件.结果表明,在各因素水平取值范围内,各因素对出水浊度的影响显著性次序为:絮凝剂投加量＞絮凝剂种类＞PAM投加量＞絮凝转速＞絮凝时间＞PAM投加间隔时间;混凝的最优化条件:选择PAFC作为絮凝剂,PAFC投加量为250 mg·L-1,PAM投加量为0.50 mg· L-1,PAM投加间隔时间为120 s,絮凝转速和时间分别为190 r·min-1快速搅拌2 min、70 r·min-1中速搅拌10min、40 r·min-1慢速搅拌13 min.     

聚硅酸硫酸铁絮凝剂的制备及应用

制备了不同 Fe/Si含量比的聚硅酸硫酸铁 (PSFS)。比较了不同 Fe/Si的 PSFS的絮凝效果及稳定性 ,实验了 p H值及絮凝剂用量对絮凝效果的影响。研究表明 ,当 p H=3左右 ,Fe/Si含量比为 1∶ 2时制备的PSFS具有较好的絮凝效果。在实验条件下 ,絮凝剂的最佳用量为 8mg/L。     

栅条絮凝池内部流场及颗粒运动状态模拟分析

利用数值模拟方法对栅条絮凝池前段内部流场进行模拟分析,以涡旋速度梯度和湍动能作为综合评价指标,对其结构设计的合理性进行了验证。在流场中加入了11组不同粒径和有效密度的絮凝颗粒,每组在流场入口处随机释放98560个粒子,利用DPM模型对粒子运动轨迹进行追踪统计。结果表明:随着絮凝颗粒的增大,其有效密度呈相应下降趋势。絮凝颗粒直径为1~1000 μm,沉积率<10%,且在各竖井内沉积均匀,能够很好地满足絮凝要求。当颗粒粒径为1000~5000 μm时,沉积率呈急剧上升趋势,但在各竖井内沉积较为均匀。当颗粒粒径进一步增大至10000 μm时,大量粒子在第1段竖井内沉积,不利于排泥的均匀性。综合考虑沉积率和排泥均匀性,实际工程中应尽量避免出现1000 μm以上的大粒径絮凝体。     

嗪草酮农药生产环合废水物化处理工艺研究

采用絮凝-树脂吸附组合工艺对嗪草酮农药生产环合废水进行物化预处理.实验确定的最佳工艺条件为:(1)絮凝-絮凝剂为10%硫酸铝溶液(W/W),投加量为8%(V/V),废水pH为6～9,快速搅拌1 min(150～180 r/min),慢速搅拌15 min(80～100 r/min);(2)树脂吸附-双柱串联吸附:上柱液p...     

微旋涡无级变速反应沉淀器技术探讨

基于混凝沉淀的基础理论,结合现有絮凝沉淀池的优点,通过对反应沉淀器核心结构的升级改造及搅拌系统的优化设计,开发了微旋涡无级变速反应器。该反应器集混合、絮凝、固液分离于一体,可创造微涡流与切向流相结合的优良水力条件,结构紧凑,能耗节约。     

旋转直线切向流聚丙烯管式膜器环隙切剖面流场测试

实验研究了旋转直线切向流管式膜器环隙切剖面的流场特征.通过建立膜滤实验装置系统,首次采用PIV激光粒子成像测速系统定量实测了旋转直线切向流管式膜器在不同工况,即不同流体压力、不同入口流量或不同人口切向流速等操作参数下环隙切剖面的流线图和涡量图,并在环隙切剖面内测出了流体切向速度和轴向速度及其分布规律:①在非涡区域,无论操作参数如何变化,在横坐标相同时,靠近旋转切向流人口方向的速度比远离人口方向的速度要大;涡内区域流体的速度一般小于涡外部的流体速度;涡心处速度最低,而且切向速度一般为0;涡心附近的切向速度小     

阳离子絮凝剂HTCC与PAC复配对黄河兰州段水除浊性能研究

通过正交实验制备了阳离子絮凝剂壳聚糖季铵盐(HTCC),研究了壳聚糖季铵盐与聚合氯化铝(PAC)复配对黄河兰州段水的除浊效果,确定最佳复配比为m(HTCC)∶m(PAC)=1∶3。按该复配比,且在最佳投加量(1.25 mg/LHTCC+3.75 mg/L PAC)下,原浊为27.85～33.28 NTU的黄河水经处理后余浊<3 NTU。实验结果表明:pH对HTCC/PAC的除浊效果影响较大,当pH为7～9时,除浊效果均良好;而当pH为5～7时,投药范围内的最佳投药量提前,而除浊效率有所降低;沉降时间对HTCC/PAC的除浊效果无明显影响;HTCC/PAC以固-固方式复配的除浊效果比液-液方式复配的较差。     

Performance of a novel vertical-flow settler: a comparative study

By increasing particle concentration and G value （root-mean-square velocity gradient） to enhance flocculation, a novel vertical-flow settler was designed to increase sedimentation effectiveness, and to simultaneously improve operational stabilization. Due to the gradual decrease in upward flow-rate of raw water, a floes blanket would form and suspend in the middle section of the settler, not at the bottom as in a conventional clarifier. Enough large floes, resulted from flocculation or fltration, would continuously settle out of the floes blanket, and simultaneously, the floes in raw water or those forming above the blanket would ceaselessly enter the floes blanket. As a result, the floes concentration in the blanket could keep a dynamic balance. The hydrodynamic shear in the blanket was improved by flow separation, which was induced by the abrupt change in flow channel. Due to the floes blanket and improved hydrodynamic shear, flocculation would be enhanced, which was helpful for removing fine particles in raw water. A comparative study showed that the novel vertical-flow settler had a much better performance in the removal of the particles in raw water than a conventional one, when they treated kaolin suspensions of different concentrations （500, 100 and 50 mg/L, respectively） coagulated by polyaluminum chloride（PAC1） at the up-flow rates of 1 and 2 mm/s, respectively.     

正方形沉淀池内部水流运动模拟及设计应用

针对江苏新纪元环保有限公司自主研发的上下全截面正方形沉淀澄清池进行水流运动模拟及分析。正方形沉淀澄清池的水力特性对其沉淀效果有很大影响,在沉淀池水力设计中应通过对池型以及各种几何参数的优化,使其池内回流区范围尽可能减小,并且尽量使池内垂直断面上流速均匀平稳,研究中主要利用模型模拟正方形沉淀澄清池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场,经过分析比较出较为合理的沉淀池运行工况以及较为合适的挡板布置形式,进而提高沉淀池的运行效率。     

化学生物絮凝工艺污染物去除试验研究

化学生物絮凝污水处理工艺是一种新的一级强化处理工艺。该工艺在传统的化学混凝的基础上将沉淀池内的污泥回流至化学生物絮凝池,利用化学混凝和污泥吸附的协同作用去除污水中的污染物。中试试验结果表明,聚合硫酸铝铁絮凝剂投加量为70mg/L,PAM投加量为0.5m g/L时,COD、TP和SS去除率分别为61.8%、74.5%和74.6%。化学生物絮凝池内污泥富集了未反应的絮凝剂,这部分絮凝剂对污水中TP具有很好的去除作用。化学生物絮凝池内污染物的沿程分析显示,回流污泥与污水充分接触可促进TP的进一步去除。