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在给水处理工艺中,混凝技术具有相当重要的地位。一个世纪以来,国内外学者对混凝工艺进行了大量深入研究,先后提出了多项计算模型及理论。20世纪后期,伴随着电子显微镜、电子计算机等现代分析工具的发展,混凝工艺在现代非线性科学领域中取得了迅猛的发展。将分形理论引入混凝技术的研究领域,运用分形维数进行絮凝形态学的定量化研究,取得了以下结论:1.以聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)和聚合硫酸铁(PFS)为混凝剂,在不同混凝投加量、不同原水pH值单因素实验中均得出,沉后出水浊度与絮体分形维数存在良好的相关性。即沉后出水浊度越低,其对应的絮凝体分形维数则越高。则可以通过在线监测形成的絮体分形维数,来反映混凝效果的好坏。2.在混凝单因素确定的最佳投加量和最佳pH值范围的基础上,本文进行了十三因素三水平的混凝正交实验,得出影响混凝效果的主要因素有混凝剂投加量C、慢速搅拌第Ⅱ档搅拌速度n2、混凝剂的类型A、慢速搅拌第Ⅰ档搅拌速度n1等。最优工况条件为:原水pH值为7、以聚合氯化铝铁(PAFC)为混凝剂、混凝剂投加量为12mg/L、(0,T0)=(455.38s-1,0.5min)、(G1,T1)=(137.46s-1,0.5min)、(G2,T2)=(84.37s-1,3min)、(G3,T3)=(40.73s-1,4min)和(G4,T4)=(14.40s-1,2min)。3.对絮凝体分形特征的研究,得出絮凝体沉降速度u与其二维分形维数D2、特征长度L(絮凝体粒径)三者存在幂指数关系,结合实验测得的(u,D2、L)数据组,编写出适用于实验的运行程序,借助matlab数据分析软件得出了适合实验的u与L、D2的数学模型为: u = 8.1477 L0.3608D2 (单位:mm/s)式中u为絮凝体沉降速度,单位为mm/s,L为絮体粒径,单位为mm,D2为絮体二维分形维数。实际工程中可依据此公式实时监测絮凝体粒径及分形维数,从而做到最终控制出水浊度的要求。