絮凝条件对絮体分形结构的影响

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1、万方数据第27卷第3期2006年3月环境科学ENVIRONMENTALSCIENCEv01．27．No．3Mar．，2006絮凝条件对絮体分形结构的影响李冬梅1，一，施周1，梅胜2，谭万春3，金同轨o(1．湖南大学土木工程学院，长沙410082；2．广东工业大学建设学院，广州510500；3．长沙理工大学化学与环境工程系，长沙410076；4．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安710055)摘要：在85kg／m3钓含沙高浊水中投加阳离子高分子聚合物，借助图像分析技术与沉降技术分析探讨了不同絮凝条件下泥沙絮凝形态学参数：絮体粒径、絮体有效

2、质量密度、絮体自由沉速、浑液面沉速与上清液余浊等的变化规律．利用表征参数“分维”定量控制不同絮凝条件(如搅拌速率、搅拌时间、高分子浓度等)对含沙高浊水絮体结构分形特性的影响．实验证明，不合适的絮凝条件将导致絮体分形构造疏松脆弱，分维值低．絮凝条件合适时(快速絮凝强度为：r】=300r／min，t】=lOs；慢速絮凝强度：r2=120r／min，t2=180s；CP浓度：0．1％)，絮体分形结构处于最佳状态．该状态下的絮体具有粒径较大、沉速快、有效质量密度高、粒度分布均匀，分维值最高(D3=2．16)的特点．而且，由静沉实验测得浑液面沉速高，上

3、清液余浊也低．泥沙絮体分形结构达最佳时的混凝性能、沉降性能与结构密实性均较理想．关键词：含沙高浊水；架桥絮体；絮凝条件；絮凝形态学；分形结构；分形维数中图分类号：X131．2；TVl49；TU991．22文献标识码：A文章编号：0250—3301(2006)03．0488—05EffectsofFlocculationConditionsonAggregatesFractalStructuresLIDong—meil’2，SHIZhoul，MEIShengz，TANWan—chun3，JINTong—gui4(1．SchoolofCivilE

4、ngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．SchoolofConstruction，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510500，China；3．SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410076，China；4．SchoolofEnvironmental&MunicipalEngineerin

5、g，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，Xi’an710055，China)Abstract：Byaddingcationichighmolecularweightpolymerintohighturbidwaterwithslitcontentcontaining85kg／m3，variationregularitiesofthefollowingmorphologicfactorswhichcancharacterizefractalstructuralpropertiesofaggregat

6、esunderdifferentflocculationconditions：suchasaggregatessizes，efficientmassdensityofaggregates，aggregatesfreesettlingrate，turbidliquidlayersettlingvelocity，residualturbidityofsupematant，areanalyzedanddiscussedbyusingimageanalysisandsettlingtechnologies．Thecharacteristicparam

7、eter“fractaldimensionD”canbeusedtOquantitativelycontroltheeffectsofflocculationconditionssuchasstirringrate，stirringtime，highmolecularweightpolymerconcentrationonthefractalpropertiesofaggregatesstructuresofhighturbidwaterwithslitcontent．Itisfoundinexperimentthatwhentqoccula

8、tionconditionsareimproper，fractalstructuresofaggregateswillbecomelooseandfragilean