论文部分内容阅读
在水处理系统中,絮凝作为一种长时间以来普遍和重要环节,大量学者对絮凝机理和工艺技术方法做了大量深入的研究,但是对絮凝体的生长过程的研究比较薄弱。近年来,分形理论开始迅速发展,它主要揭示非线性系统中的有序与无序的统一,确定性与随机性的统一,使得我们能够研究自然界非线性过程内在随机性所具有的特殊规律性。在絮凝过程中,絮凝体的成长过程是一个随机的,但是它具有非线性的特征,它是从小颗粒成长为大集团的过程,因此絮凝体的内外部分具有极度不规则性及自相似性,符合分形的特征。因此我们可以利用分形理论来研究絮凝效果。本文以印染废水为原水,以pDMC-DMAEMA、pDMDAAC-FA作为絮凝剂,通过不同投加量、不同pH值条件下的絮凝试验,分别计算出絮体分形维数,可以确定出本试验范围内两种絮凝剂最佳投药量与最佳反应pH值:(1)在不同投加量条件下,pDMC-DMAEMA处理废水絮体的分形维数在1.2548～1.5234之间;pDMDAAC-FA处理废水絮体的分形维数在1.3470～1.5844之间。在不同pH值条件下,pDMC-DMAEMA处理废水絮体的分形维数在1.4225～1.6009之间;pDMDAAC-FA处理废水絮体的分形维数在1.4613～1.6541之间。(2)当投药量较小时,对于两种絮凝剂都表现出分形维数较小,随着投药量的增加,分形维数随之开始增加,到达一定程度后逐渐减小的趋势。对于pDMC-DMAEMA,最优投药量为140mg/L,此时分形维数为1.5234;对于pDMDAAC-FA,最优投药量为120mg/L,此时分形维数为1.5844。(3)当pH值为单一因素变化时,pDMC-DMAEMA在pH值过小或者过大时,分形维数较小,当pH值为7时,分形维数最大,为1.6009。pDMDAAC-FA在pH值为7时分形维数最大,为1.6541,在其他pH值范围内也有较好的分形维数。利用扫描电镜拍摄絮体图像,通过非线性数学方法计算分形维数,分析得出分形值越大,絮凝效果越好。结果说明分形维数可以对絮体进行分析,在实际生产中,可以通过对絮体分形维数的检测,分析絮凝程度和絮凝处理效果,方法直接、明显。分形理论适用于研究高分子絮凝剂的絮凝效果,并与各个参数都表现出良好的对应关系。分形维数可以作为分析絮凝好坏的参数,可以对实际生产中的絮凝条件作出指导。