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1、技術(shù)管理絮體強(qiáng)度的研究進(jìn)展朱哲（石家莊市環(huán)境科學(xué)研究院石家莊050022）摘要：絮體強(qiáng)度是水處理工藝中最重要、最基本的操作參數(shù)logdmax=logC-γlogG之一，絮體強(qiáng)度的差異將影響后續(xù)沉淀、氣浮、過(guò)濾及濃縮等分離（3）工藝的效率。本文就國(guó)外在絮體強(qiáng)度方面的研究成果做一綜述，在一特定的容器其中dmax為絮體的最大粒徑并對(duì)絮體強(qiáng)度不同的測(cè)定方法進(jìn)行了比較。中，逐步加大可控（m）；C為絮體強(qiáng)度系數(shù)；G為平關(guān)鍵詞：絮體；強(qiáng)度；破碎；粒徑的剪切條件，測(cè)定均速度梯度(s-1)；γ為穩(wěn)定絮體一、引言能量的輸入及絮體粒徑常數(shù)，和絮體破碎模式及微絮體強(qiáng)度是水處理固液分離過(guò)程的重要
2、控制參數(shù)。當(dāng)加于破碎后的粒徑[1]。渦旋的尺度有關(guān)。將最大粒度絮體表面的剪切力大于絮體的強(qiáng)度時(shí)，絮體將發(fā)生破碎。在實(shí)際和平均速度梯度作雙對(duì)數(shù)曲線，運(yùn)行過(guò)程中，由于構(gòu)筑物可能存在局部的強(qiáng)剪切力，絮體破碎很就可獲得絮體強(qiáng)度的信息。難避免。這些局部強(qiáng)剪切的區(qū)域包括氣浮池中溶氣釋放區(qū)、構(gòu)筑δ-0.78k0.5Δτ物的堰板及泵本身等。絮體破碎成小的絮體后，將大大降低水處=φd-D/3D(dd)
3、理效率。因此，深入研究絮體強(qiáng)度對(duì)提高水處理系統(tǒng)效率有著十foyjj→0分重要的意義。(4)在絮體的懸濁液中δ為絮體鍵強(qiáng)（Jm-2）；φ為每單二、絮體的形成與破碎通入可控超聲能絮體的形成首先
4、是通過(guò)顆粒間的碰撞，其次是碰撞后的黏附（2）超聲位時(shí)間內(nèi)在單位絮體體積上的量，測(cè)定絮體的破超聲能量（Wm-3s）；Δτ為超聲實(shí)現(xiàn)的。顆粒碰撞的效率、黏附的幾率及被破碎的幾率共同決定碎情況[2]。了絮體形成的效率（公式1）。時(shí)間（s）；dfo為超聲前絮體的粒Rfloc=αRcol-Rbr（1）徑(m);k為比例常數(shù)；D為絮其中，α為顆粒碰撞導(dǎo)致黏附的系數(shù)。體的分形維數(shù)；j為超聲時(shí)間（s）。一般認(rèn)為，絮體的形成和破碎是同時(shí)存在的，并受剪切條件2微觀的影響。當(dāng)剪切力大于絮體結(jié)合鍵強(qiáng)度時(shí)，絮體發(fā)生破碎，直到方法新的平衡建立起來(lái)。因此，絮體最終的聚集狀態(tài)是破碎與成長(zhǎng)達(dá)F到平衡的結(jié)
5、果?？梢?jiàn)，絮體的穩(wěn)定性取決于絮體間結(jié)合鍵抵御外σ=(4π)d2力的能力，即絮體強(qiáng)度。(5)三、絮體強(qiáng)度的測(cè)定σ為絮體的強(qiáng)度（Nm-2）；d為絮目前已有兩種最基本的方法用于絮體強(qiáng)度的測(cè)定：一種是根在一定的力下，將據(jù)某一系統(tǒng)中絮體破碎所需輸入的能量大小，宏觀的表征絮體的（1）微觀體粒度（m）；F為絮體破碎所需單個(gè)絮體拉伸裂解機(jī)理的力（N）。強(qiáng)度特征；另一種是直接測(cè)定單個(gè)絮體內(nèi)顆粒與顆粒間作用力大[3]。F=CsD小的微觀表征法。表1對(duì)上述的方法進(jìn)行了總結(jié)。由于剪切條(6)件決定了絮體的最終粒徑，因此，目前大部分絮體強(qiáng)度的研究還其中C為毛細(xì)管的硬度（Nm－是基于剪切條件下的宏
6、觀分析技術(shù)。s1）。D為毛細(xì)管的變形度（m）。表1絮體強(qiáng)度的測(cè)定方法測(cè)定方用微力傳感器對(duì)處F=K(Wo-W)，法方法介紹強(qiáng)度計(jì)算（7）于光纖維探針和載（2）微觀F為絮體破碎力（N）；K為微力1宏觀操作玻片間的單個(gè)絮體－1傳感器的靈敏度（NV）；W為方法施力，直到絮體破[4]輸出電壓（V）；Wo為微力傳感器碎。通過(guò)對(duì)比在一特定d(2)的電壓基線值（V）。Strengthfactor=×100的容器內(nèi)，因剪切d(1)1.宏觀測(cè)定方法（1）攪拌條件的增強(qiáng)，絮體（2）（1）攪拌器器破碎前后粒徑的變其中d(1)為破碎前絮體成長(zhǎng)到絮體強(qiáng)度的宏觀測(cè)定方法主要是依據(jù)絮體的粒徑與水動(dòng)力化
7、來(lái)反應(yīng)絮體的強(qiáng)穩(wěn)定的平均粒徑值，而d(2)為絮條件間的關(guān)系。Gregory認(rèn)為，當(dāng)在一定的剪切條件下對(duì)比不同度[1]。[5]體破碎后的粒徑。的絮體時(shí)，絮體的粒徑就可表征絮體的強(qiáng)度，絮體粒徑越大，強(qiáng)度越強(qiáng)。但是，這只能表示在一定剪切條件下已長(zhǎng)成的絮體情況，而無(wú)法給出在增大的剪切力作用下，絮體變化的具體情況。這些絮體具體變化情況相當(dāng)重要，經(jīng)常在水處理系統(tǒng)中發(fā)生。比如，溶氣氣浮及高速過(guò)濾中出現(xiàn)的絮體從低剪切水力條件區(qū)轉(zhuǎn)移到強(qiáng)水力剪切區(qū)。因此，絮體強(qiáng)度可以通過(guò)在不斷增強(qiáng)的水力剪切下的絮體最大粒徑或平均粒徑的變化來(lái)反映，而這種方法主要882014年3月技術(shù)管理的問(wèn)題在于輸入能量總
8、是無(wú)法在測(cè)試容器中達(dá)到均一的耗散。Zhang等研究了顯微鏡下利用光敏纖維將處于載玻片上的大部分的宏觀測(cè)定絮體強(qiáng)度的方法主要是利用在一個(gè)1～4升的絮體壓迫至破碎以測(cè)定絮體強(qiáng)度的方法[4]。一根一端平整的容器中，通過(guò)控制攪拌速度來(lái)達(dá)到不同的能量輸入，以測(cè)定絮體50μm光敏纖維與微力感應(yīng)器相連，逐漸靠近載玻片上的絮體，在不同能量輸入下的粒徑變化[1]。直至絮體發(fā)生破碎。表1中的公式7用來(lái)計(jì)算絮體的強(qiáng)度。研究（2）超聲中的絮體為非常小的乳膠球聚集體，其平均粒徑為2.5μm，而平Wen和Lee建立了基于超聲技術(shù)測(cè)定絮體強(qiáng)度的計(jì)算方法均絮體強(qiáng)度為5.
