关键词:
泥沙絮凝
电絮凝
气泡运动
粒子图像测速(PIV)
粒径
浊度
絮凝效果
摘要:
泥沙絮凝显著影响河道疏浚及其水环境改善,采用人工干预方式加速水体中泥沙絮凝,对水处理和水环境改善具有重要意义。本研究聚焦电絮凝过程中气泡运动特征及其对泥沙絮凝的影响,通过室内实验,利用粒子图像测速系统(PIV),对9种不同电流密度下气泡运动进行了连续观测,采集5500帧图像数据,观测了不同工况下的泥沙粒径及溶液浊度,采集4860条粒径数据和162条浊度数据,对比分析了不同工况下泥沙粒径变化及溶液浊度演变特征。研究结果表明,气泡驱动对流是电絮凝过程中流场演化和絮凝的重要驱动机制,低电流密度(如10A/m^(2))下气泡生成速率较低,流场稳定,有利于絮体稳定,而过高的电流密度(如50A/m^(2))会导致流场紊动增强,破坏已形成的絮体,降低絮凝效果。漩涡数量和分布显著影响絮体的形成和生长过程。D/V被证明是衡量絮凝效果的重要指标,在电流密度为40 A/m^(2)时,D/V和去除效率均达到最大。气浮夹带和絮凝沉降是影响浊度的主要因素,分界粒径为37.2μm。本研究揭示了气泡运动引起的流场扰动及其对絮凝效果的影响,为电絮凝效果优化提供了科学依据。