论文摘要
本论文在综合国内外大量相关文献的基础上,对混凝过程中的流体动力条件进行实验及其对流体力化学的机理进行了研究。流体动力条件的实验结果表明:最佳的流体动力条件受到混凝剂的种类及其投入量、原水浊度、胶体颗粒性质等的影响。在混凝剂的种类及其投入量方面:无机混凝剂AlCl3所需的最佳流体剪切速度相对于有机混凝剂PAM的总是较小,但在剪切时间没有明显区别。且混凝剂（无机或有机）投入量越多,最佳的流体剪切速度、剪切时间均稍微下降。原水浊度方面:最佳的流体剪切速度随着原水浊度的增大而出现降低的趋势,但最佳的剪切时间呈现增长趋势。胶体性质方面:高岭土和腐殖酸悬浊液的最佳流体剪切速度无明显差别。但在剪切时间上存在很大差别,高岭土悬浊液时,随着剪切时间的延长,出水浊度降低幅度较大,超过某一值时,出水浊度增高。而腐殖酸悬浊液随着剪切时间的延长,TOC降低幅度很小。在混凝剂的种类及其投入量、原水浊度、胶体性质与流场分布的关系实验中,单层平直桨叶搅拌器产生均匀分布的二次流场,使颗粒间的碰撞频率大大增多,因此混凝效果明显优于磁力搅拌器。Al-Ferron逐时络合比色法实验结果表明,随着流体剪切速度的增大,Al3+的水解产物形态分布发生变化,Alb含量增多、Alc含量显著降低。基于Al3+的“双水解模型”和“连续模型”,提出流体动力影响Al3+的水解产物形态模型——“双水解连续”模型。Zeta电位结果显示,流体剪切速度越大,胶体颗粒的动电位值也随着增大。但在流体剪切时间方面,AlCl3低投入量时,随着剪切时间的延长,胶体的动电位值呈现增大趋势。而高投入量时,胶体动电位值受到剪切时间的影响较小。通过流体动力影响胶体颗粒动电位的实验结果,提出流体动力影响胶体颗粒水化膜变形的模型,当流体动力使胶体颗粒水化膜变薄甚至破裂,此流体动力称为“劈开压力”。基于流体力化学的机理分析,明确定义了混凝中的流体力化学,即适当的流体动力条件能够促进或加快混凝剂的扩散混合、混凝剂的水解、混凝剂及其水解产物与胶体颗粒的作用、颗粒（或絮体）的接触碰撞等一系列的物理化学反应,从而使混凝效果达到最优状态。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 混凝的国内外研究概况1.2.1 混凝剂的研究1.2.2 混凝机理的研究1.2.3 絮体的分形特性研究1.2.4 混凝设备的研究1.3 课题研究的来源和研究目的1.3.1 课题研究的来源1.3.2 研究目的1.4 课题研究的主要内容1.5 课题的创新之处第二章 水中胶体颗粒物和化学混凝的基础理论2.1 水中胶体颗粒物2.1.1 胶体颗粒表面的物理化学特性2.1.2 胶体颗粒的双电层结构——扩散双电层模型2.1.3 胶体颗粒的电动电位（ζ电位）2.1.4 胶体颗粒的稳定性及其凝聚2.2 化学混凝作用机理的有关理论2.2.1 双电层压缩理论2.2.2 吸附电中和理论2.2.3 吸附架桥理论2.2.4 卷扫絮凝理论2.3 混凝反应动力学2.3.1 布朗运动的碰撞2.3.2 流体流动的碰撞2.3.3 差速沉降的碰撞第三章 混凝中流体动力条件的实验研究3.1 实验内容与方法3.1.1 实验材料3.1.2 实验方法3.2 混凝剂的种类及其投入量与流体动力条件的关系3.2.1 混凝剂种类及其投入量与剪切速度的关系3.2.2 混凝剂种类及其投入量与剪切时间的关系3.2.3 混凝剂种类及其投入量与流场分布的关系3.3 原水浊度与流体动力条件的关系3.3.1 原水浊度与剪切速度的关系3.3.2 原水浊度与剪切时间的关系3.3.3 原水浊度与流场分布的关系3.4 胶体颗粒性质与流体动力条件的关系3.4.1 胶体颗粒性质与剪切速度的关系3.4.2 胶体颗粒性质与剪切时间的关系3.4.3 胶体颗粒性质与流场分布的关系3.5 本章小结2+水解产物形态、胶体动电位之间的关系'>第四章 流体动力条件与Al2+水解产物形态、胶体动电位之间的关系4.1 实验材料与分析方法4.1.1 实验4.1.2 分析方法4.2 实验结果与分析4.2.1 Al-Ferron 逐时络合比色的曲线变化情况3混凝作用的变化情况'>4.2.2 AlCl3混凝作用的变化情况4.2.3 胶体颗粒的ζ电位变化情况4.3 本章小结第五章 混凝中的“流体力化学”机理及其定义5.1 “流体力化学”的作用机理5.1.1 流体动力影响混凝剂的扩散5.1.2 流体动力影响氯化铝水解反应的模型5.1.3 流体动力影响胶体颗粒水化膜变形的模型5.1.4 流体动力影响颗粒的碰撞频率5.2 混凝中的“流体力化学”定义5.2.1 “流体力”的因素5.2.2 “化学反应”5.2.3 混凝中“流体力化学”的定义5.3 本章小结第六章 结论与研究展望6.1 结论6.2 研究展望参考文献附录致谢
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