磁场中的同向絮凝动力学研究

发布时间：2024-03-16 22:43

　　絮凝是水处理系统中的一个重要环节。絮凝剂是絮凝过程中获得高絮凝效率的关键。近年来,磁性絮凝剂在各个领域得到了广泛应用。尽管磁性絮凝剂的应用广泛,但对其在重力和磁力协同作用下的动力学研究较少。已发表的研究主要集中在常规絮凝剂在重力场中的絮凝行为。因此,我们对磁场中的同向絮凝动力学研究对于了解磁絮凝机理和固液分离过程具有重要意义。本文选取磁性阳离子聚丙烯酰胺(MCPAM)为絮凝剂,以硅藻土悬浊液为实验对象,研究在外加磁场与重力场协同作用下的絮凝动力学。通过絮凝体沉降速度的测定和图像分析,确定絮凝体的密度。用马尔文激光粒度仪测量絮体粒径的频率分布。基于双分子反应模型,计算了粒子碰撞和聚集的动力学常数。在磁场和重力场的协同作用下,建立了絮凝体的絮凝速率方程。在性能实验中发现在磁场与重力场协同作用下,磁性絮凝剂絮凝处理后的硅藻土悬浊液的上清液透射率高于常规絮凝剂,絮凝速度较常规絮凝剂快。在絮凝动力学实验中发现在磁场与重力场协同作用下,磁场强度对絮体形成过程具有重要影响,动力学常数k以及絮体密度分别增高至25.81×10^-11s^-1和10–252 kg?...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.1.不同絮凝剂絮凝后上清液的透射率

对CPAM和MCPAM絮凝处理硅藻土悬浊液后的上清液的透射率进行比较,CPAM和MCPAM处理硅藻土悬浊液后其上清液的透射率如图3.1所示。研究了MCPAM和CPAM在重力场和磁场协同作用下对硅藻土悬浊液的絮凝处理效率。如图3.1所示,在1000高斯磁场下MCPAM絮凝处理40秒....

图3.2.磁性絮凝剂及常规絮凝剂的絮凝过程

研究了MCPAM和CPAM在重力场和磁场协同作用下对硅藻土悬浊液的絮凝处理效率。如图3.1所示,在1000高斯磁场下MCPAM絮凝处理40秒后,上清的透光率提高到98.96%,最终稳定在99.65%(表3.2)。结果表明,MCPAM在絮凝初期,在磁场和重力场的协同作用下它的絮凝效....

图3.3.不同磁场强度下磁絮凝上清液透射率的变化

磁场对于磁性絮凝也有重要影响,MCPAM具有良好的磁响应性,与外部磁场发生作用,从而达到快速絮凝分离的效果。使用相同剂量的MCPAM处理不同磁场强度下的硅藻土悬浮液。磁场强度分别为1000、500和0高斯。MCPAM处理硅藻土悬浮液后,不同磁场强度下上清液的透射率如图3.3所示。....

图3.4.(a)MCPAM絮凝和(b)CPAM絮凝的絮凝体粒径分布组成

磁絮体的粒径分布如图3.4a所示,在磁絮凝的早期阶段,絮体粒径大小在150-200μm是占主导地位的。磁絮凝时间在20s时,絮体粒径大小在150-200μm的所占的百分比是26%,但当絮凝时间为100s时,此粒径范围所占比例逐渐减少到10%。而磁絮凝时间在20s时,絮体粒径大小在....

本文编号：3930203