藻类絮凝体形态学特征及其与气浮的关系研究_王玉恒

藻类絮凝体形态学特征及其与气浮的关系研究王玉恒,王启山,吴玉宝,安毅,彭新红(南开大学环境科学与工程学院,天津300071)摘要:采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝药剂,利用混凝-气浮技术去除水中铜绿微囊藻(MA),用图像法对絮凝体的分形维数进行测定,分析不同混凝条件下的气浮除藻效果以及PAC-MA絮凝体的形态学特征,并探讨两者的关系.结果表明,在快速混合搅拌强度和时间分别为500s-1和1min,回流比为10%条件下,PAC最佳投药量范围为5.6～9.8mgLAl2O3,最佳点为8.4mgLAl2O3;最佳的絮凝反应搅拌强度范围为50～80s-1,最佳点为50s-1;最佳的絮凝时间范围为5～8min;投药量、絮凝反应搅拌强度及时间对PAC-MA絮凝体形态有着显著影响,在最佳混凝条件下,絮凝体的二维分形维数D2较小,在1.1688～1.2357之间,相对应的絮凝体的平均粒径较大,在300～500μm之间;在适当的混凝条件下,结构疏松,枝杈较多,尺寸较大的PAC-MA絮凝体与气泡粘附效果好,容易气浮去除.关键词:混凝-气浮;PAC-MA絮凝体;图像法;形态学;分形维数中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:0250-3301(2008)03-0688-08收稿日期:2007-06-08;修订日期:2007-07-16基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA601140)作者简介:王玉恒(1980～),男,博士研究生,主要研究方向为水污染控制,E-mail:sun-wangyh@sina.comMorphologicalCharacteristicsofAlgaeFlocandItsRelationwithFlotationWANGYu-heng,WANGQi-shan,WUYu-bao,ANYi,PENGXin-hong(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,China)Abstract:Microcysitsaeruginosa(MA)wasremovedbypolyaluminiumchloride(PAC)inthecoagulation-flotationprocess.TheteststudiedremovingeffectandmorphologicalcharacteristicsofPAC-MAflocsinthedifferentcoagulationconditionsanddiscussedthecorrelationofthem.Fractaldimensionwasmeasuredbyimageanalysis.Theresultsindicatethatthebestrangeindosage,stirringstrengthandtimeofflocculationreactionarerespectively5.6～9.8mgLAl2O3,50～80s-1and5～8minintheconditionofmixingstirringstrengthof500s-1,mixingtimeof1min,circulateratioof10%.Thedosage,stirringstrengthandtimeofflocculationreactioninfluencedtheformofflocsremarkably.MoreovertherangeoffractaldimensionD2isbetween1.1688and1.2357,andaveragediametersvarybetween300μmand500μmwiththebestflocculationcondition.Theflocswiththelooserstructure,thebiggerdiametervariationandmorebranchescanadheretobubblesmoreeasily.Keywords:coagulation-flotation;PAC-MAfloc;imageanalysis;morphology;fractaldimension在混凝-气浮工艺中,形成一定尺寸、容易被微气泡粘附的絮凝体,是影响整个工艺处理效果的关键因素之一,因此,研究絮凝体的形态学特征与气浮去除的关系十分必要.絮凝体的分形理论为研究颗粒聚合物的结构提供了一种新方法,近年来,运用分形理论(fractaltheory)研究絮凝体的结构特征成为热点[1～5].国内外学者运用分形理论研究成果,指出了絮凝体的分形构造特征,并将分形维数(fractaldimension)引入絮凝动力学模型和