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分形理论在混凝中的应用研究

近年来,混凝研究在非线性科学领域的研究中取得了迅猛进展。其中,分形理论的研究与发展揭示了非线性系统中有序与无序的统一、确定性与随机性的统一,使人们探索这极为复杂的现象背后所存在的规律性有了可能。将分形理论应用于混凝领域的研究并加以丰富与发展,成为一个显著的前沿热点,并为混凝理论研究提供了一个崭新的生长点。本文以高岭土悬浊液为原水,以聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,通过在不同投药量、不同pH值条件下的混凝实验,分别确定出PFS与PAC的最佳投药量和最佳反应PH值范围。在各种不同反应条件下,以PFS为絮凝剂进行搅拌实验所产生絮体的分形维数介于1.145~2.293之间,达到最佳投药量时絮体的分形维数宜控制为1.2477左右,以PAC为絮凝剂时絮体的分形维数介于1.0529~2.3517之间,达到最佳投药量时絮体的分形维数宜控制在1.3287左右。为获得混凝过程中的最佳能耗分配,本研究还进行了以分形维数指导能耗分  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学
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高浓度煤泥水絮体分形特性及混凝机理的研究

高浓度煤泥水是煤炭精加工过程中洗选所产生的工业废水。它具有流量大、悬浮细颗粒物浓度高以及很难自然沉降的特点。在实际的高浓度煤泥水处理中,多采用混凝工艺来实现高浓度煤泥水的闭路循环利用。但由于混凝过程中絮体纷繁复杂的结构及人们对高浓度煤泥水混凝机理认识的不足,导致了高浓度煤泥水处理过程中常出现药剂用量偏大、出水水质差、絮体沉降速度慢以及底泥含水率高造成的压虑难度大等问题。同时,随着实际生产过程中高浓度煤泥水处理量的不断增大,要在原有混凝处理工艺的基础上对高浓度煤泥水进行处理,就要求其处理必须达到快速澄清及高效浓缩的目的。因此,需要对混凝过程中所形成的絮体结构进行深入研究,从而进一步认清高浓度煤泥水的混凝机理。本文以60g/L的煤泥水为原水,以聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂,首先,通过单因素变化试验和正交试验确定了高浓度煤泥水混凝过程所需要的最佳控制条件;其次,借助分形维数对不同水力条件下絮体形态结构进行了定量说明,并探究了不同类型混...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

济南大学
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粉煤灰提取液合成聚硅铁混凝剂及铅絮体分形研究

论文主要包括聚硅铁混凝剂的制备, DLA和DLCA模型中生长变量对其结构影响的探讨,铅絮体分形维数的测定与模型的模拟,铅絮体分形维数与絮体内部结构的关系,以及分形维数在能耗分配中的应用等五部分内容。(1)实验通过测定发现在60℃温度下,用1.8mol/L的氢氧化钠溶液浸取10g粉煤灰水浴加热38h,是粉煤灰液提取的最佳条件,然后将提取液冷却后,调节pH值至1.4左右,活化2.5h,添加铁化钾使Si/Fe摩尔比值为3.5,在45℃下聚合反应后,可制得无机高分子聚硅铁混凝剂,其密度为1.55kg/m~3。(2)为了明确絮体生长变量(粒子数、凝结半径、运动步长等)对DLA和DLCA模型结构影响,实验通过改变单一生长变量的方法,经研究发现在DLA模型中,增加粒子数会使其结构变得疏松,分形维数降低,而增加凝结半径和运动步长,则会使其结构密实,分形维数增大;在DLCA模型中,其主要影响因素是粒子密度,发现增加粒子密度则会降低絮体分形维数,絮...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

济南大学
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改性贝壳粉—麦麸絮凝剂的制备及其絮体分形模拟研究

论文主要以贝壳粉和麦麸为主材料,经过不同的处理,制备改性贝壳粉-麦麸絮凝剂(Whb-sp),并将自制絮凝剂运用于模拟废水和实际废水处理中,考察絮凝剂对浊度和磷的去除效果;再对样品进行表征,分析混凝和除磷机理;最后以分形维数为指标,考察絮凝体结构,建立“基于有限扩散模型Whb-sp絮凝剂的混凝模拟软件”。实验中通过对比絮体的相似程度与分形误差,并以实验数据验证该程序运用在实际混凝过程中的可行性,其主要研究如下:(1)通过研究数据分析,确定麦麸碱化条件:碱化温度为50℃、碱化时间为1h、投加碱量为0.5ml和麦麸投加量为0.3g;通过响应面实验确定麦麸最佳醚化条件:醚化温度70℃,醚化时间1h,醚化剂量3ml和引发剂量1.5ml;通过单因素实验确定最佳的Whb-sp的合成实验条件。(2)Whb-sp处理模拟废水,在原水浊度为101~122NTU,原水磷含量为9.8~11.6mg/l水体中,各因素在Whb-sp混凝剂投加量为7ml、混...  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

济南大学
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粉煤灰制备聚硅酸铁铝混凝剂及其混凝絮体的仿真模拟研究

论文以粉煤灰为主要原料、Na2CO3为改性剂,通过焙烧、酸浸工艺提取粉煤灰中的硅铁铝氧化物,并向含有硅铁铝氧化物的提取液中加入高铁酸钾,制备出聚硅酸铁铝混凝剂,将自制的混凝剂应用于以分散黄棕为染料的模拟废水处理中,考察混凝剂对模拟印染废水的处理效果,通过引入分形维数来研究混凝效果同絮体分形结构的相关性,并进行聚硅酸铁铝混凝剂的相关表征,对其混凝机理进行初步探讨。将分形理论应用于水处理中,建立DLA、DLCA两个絮体仿真模型并统计分析两个模型中主要参数与模拟结果的关系,并以絮体的外观形貌及其分形维数为评价依据,将两个模型应用于印染废水絮体的仿真模拟中,通过对比分析两个模型模拟絮体的可行性。主要的内容如下:(1)通过单因素实验可知最佳的提取条件为:筛子目数为200目、Na2CO3/SiO2摩尔比为0.5、焙烧温度为800℃、焙烧时间为1.5h、HCl溶液浓度为4mol/L、酸浸时间为2h、液固比10:1,此时可获得Fe2O3、Al2...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
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混凝去除饮用水中铜绿微囊藻的影响因素及机理

近年来,藻类污染成为威胁饮用水安全的主要问题之一。藻类的存在不仅增加饮用水处理工艺难度,还会对人体健康产生危害。混凝作为一种常用的水处理工艺,可用于去除藻类等悬浮物质及藻类胞外分泌物等大分子物质。在混凝除藻过程中,原水的水质条件和混凝的工艺条件会影响混凝效果及其机理。本论文以原水中常见的一种蓝藻—铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为处理对象,考察了水质条件(浊度、胞外分泌物及离子强度)对混凝效果的影响,重点研究了原水中天然有机物腐殖酸对混凝去除铜绿微囊藻的影响及机理,在此基础上制备并比较了三种改性膨润土(盐酸改性、硫酸改性及微波改性)对混凝去除铜绿微囊藻的助凝效果。实验获得的主要研究结果如下:(1)低混凝剂投量时(30mg/L),高浊度时原水(13.8NTU)条件下铜绿微囊藻的叶绿素a(Chl-a)去除率优于低原水浊度时(6.3NTU)的去除率。对于高浊度原水, PAC投加量为20mg/L, Chl-a的...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>