动态混凝絮体调控与界面过程优化机制及大数据模型

Characteristics of coagulants, raw water and coagulation conditions have significant effects on the coagulation and sedimentation performances. The research is conducted to investigate the coagulation process in different water treatment plants using the statistical principles and research methods in the era of big data. The research focuses on the investigation of characteristics of source water, the coagulation mechanism and collaborative technology in the coagulation process. The coagulation calculation model would be constructed based on the big data, and the interaction relation between the characteristics of flocs and coagulants would be focused on. The floc growth model under different physical and chemical conditions would be established. The implementation of the project is important to develop the coagulation technology, and the coagulation process would be detailed controlled to improve the coagulation efficiency.

混凝剂、原水的物理化学性质及反应条件等都会对混凝沉淀效果产生重要的影响。本申请拟利用大数据时代的统计原理与研究方法，对我国不同地区、不同季节、采用不同工艺、利用不同水源的给水厂的混凝过程进行系统而深入的调研与优化工作。主要研究内容包括典型水厂的水源水质调研，表征水源水质随季节的变化，建立混凝过程动力学与絮体形成机制的相关模型；混凝过程机制研究，构建新型的有机物去除机制，明确混凝剂组分、形态对有机物性质与转化的影响；混凝协同工艺研究，开展不同条件下的水厂混凝过程调研，重点探讨混凝作用过程对水处理过程中的絮体形态的影响；建立基于大数据的界面化学混凝计算模型，重点考察使用不同混凝剂时混凝剂的形态与组成和絮体化学结构的相互关系，实现不同物化过程的絮体成长模型的建立。本项目的顺利实施对于了解我国水厂的整体运行情况、提高水厂混凝效率、改善水厂运行工艺、达到混凝过程的精细化控制具有重要的指导意义。

混凝（絮凝）是水与废水处理中得到广泛应用的技术之一，是环境工程领域的重要研究内容。水质污染的复杂多变、科学技术的迅速发展与日趋严格的水质标准，对传统.混凝技术和老旧水厂处理工艺提出了严峻的挑战，迫切需要对混凝技术进行强化提高和发展新的工艺原理。本项目以混凝技术与水质提升为研究重点，从混凝剂特性、原水的物理化学性质、反应条件等影响混凝沉淀效果的因素出发，使用有机物络合分解中聚态铝的方法，得到了纯化的Al30溶液，并通过烧杯试验对其混凝性能进行了研究。探讨了Al13、Al13聚集体与颗粒物之间的反应过程，考察了Al13原位聚集反应与颗粒物混凝过程的相互作用。针对微塑料和四环素的复合体系，以铝基混凝剂AlCl3和Al13作为混凝剂进行混凝实验，探究其单一污染体系和复合污染体系的混凝特性和混凝机理。基于水源水质变化的混凝过程动态调整技术，探讨了常见污染物的微界面作用机制。本研究从源水水质和水厂混凝过程调研，混凝剂特性及新型混凝作用机理和水中常见污染物的微界面作用机制进行全方位的研究，取得了一系列具有国际影响和应用价值的创新成果。