絮凝体表面物化特性调理与微气泡作用机制

发布时间：2020-06-07 03:53

【摘要】：气浮工艺在污水处理方面投入使用多年,但较多的研究者将焦点聚集在气浮理论探究、气浮反应器改进以及净水效果提高等方面,且由于技术设备的局限性,并未对气浮反应有较多的微观探究。基于此,本研究在课题组以往臭氧气浮理论及技术研究的基础上,提出了微观观测絮凝体表面物化特性与微气泡作用机制的研究。通过探索微气泡形成的最佳条件、投加混凝剂后气载絮体形成的最佳形态来探究净水效果与气载絮体的关系,并建立了溶气气浮微观观测系统,通过观察气泡、絮体流态且以图像的形式记录,来评估和表征多相混合系统(水/絮体/气泡混合系统)。以高岭土作为研究体系,聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,在进水流量0.1m~3·h~(-1),停留时间30min时,调节溶气压(0.30MPa、0.40MPa和0.50MPa)和回流比(30%、40%和50%)通过排列组合形成9种工况,分别在9种工况下观察气载絮体和微气泡,并将其的形态特征与对应工况下的浊度去除率进行对照,达到微观探究气浮反应的目的。研究结果表明,在一定限度内随着溶气压的升高和回流比的降低,微气泡尺寸减小。在溶气压为0.40MPa,回流比为30%,混凝剂的投加量为60 mg·L~(-1)的情况下,微气泡平均粒径最小且尺寸分布均匀,气泡的上升不会对水流产生很大扰动,气泡与絮体的结合效果最好。气载絮体平均粒径最大,尺寸分布在0.45mm~0.95mm之间,二维分形维数最小,气载絮体结构开放,浊度去除率最高,处理效果最优。此外,研究结果也表明,Zeta电位对气载絮体结合的影响与传统混凝效果不同,传统混凝中在等电点处易形成絮体,而在气浮反应中,由于气泡表面带负电,故Zeta电位为正值时更利于形成最佳气载絮体。当Zeta电位为17mV时,平衡接触角达到最大值,形成的气载絮体最为理想。在此基础上投加高分子助凝剂调理絮体表面特性,强化气泡与絮体的结合特性。
【图文】：

（a） （b）图 1.5 曲线絮凝气泡一颗粒轨迹的絮凝模型示意图其碰撞效率用具体的公式表述为 22/c p bEpb X r r（1-5）式中：Epb—颗粒与气泡的碰撞效率；Xc—可以捕获粒子的临界距离，m；rp—絮体颗粒粒径，m；rb—气泡粒径，，m；使用絮凝模型来描述絮体与气泡的接触碰撞仍存在诸多缺陷：（1）难以用作预测接触区域性能的实用工具，此模型需要流体动力学和粒子间力方程来计算导致碰撞的最大间隔距离，从而得到碰撞效率的值；（2）推导模型的方程中的一些变量更适用于模型颗粒和水系统，但不适用于实际的溶气气浮技术的应用；（3）该模型假设的是两个刚性固体之间的流体动力（即假定絮体和气泡不是多孔的）。

图 2.3 不同悬浮颗粒与水的润湿去除率穿过液体时发生的阻碍程度，表征液体对光线的水来说，浊度是一项重要的物理指标，可以表征度。本实验采用的是 HANNA 公司生产的 HI9370影响因子工艺中，臭氧浓度、混凝剂投加量、溶气压和回其中，臭氧的浓度关系到去除效率，由于提供的不同臭氧投量下的处理效果。其他因素将在下一表明，在一定温度的密封容器内，气体的分压与该正比。因此在溶气罐内气体的溶解度随着压力的
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】

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本文编号：2700795