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混凝是水处理过程的重要工艺。由于絮体结构和强度特征对于水处理工艺的重要影响，因此成为了目前混凝领域研究的重点和热点问题。深入了解絮体的结构和强度特征，将有助于有针对性的采取调控措施，改善絮体形状，提高处理效果。
本文根据统计力学的理论框架，分析了絮凝过程并从物理角度导出了絮体的分形结构，探讨了分形维数与外界控制条件的关系。在此基础之上，根据能量守恒对模型进行了理论计算，发现在湍流条件或外界能量交换强烈的情况下，分形维数较高；反之，若在层流条件或能量交换较弱的条件下，则分形维数较低。并将理论计算结果与实验结果进行比较，得到一致的结论。
本文利用几种不同的水力条件，考察了铝—高岭土絮体的结构、强度和粒径分布，引进了一种基于分形维数的絮体强度计算方法来表征絮体的强度。并将根据该计算方法所得的结果与传统的絮体强度因子进行了比较。实验结果显示絮体的分形维数随着剪切条件的增加而增加。而絮体的强度按照如下的次序排列：逐渐增加的剪切条件所形成的絮体强度＞60rpm条件下形成的絮体＞逐次递减的剪切条件所形成的絮体＞40rpm条件下所形成的絮体。
本文还利用SiO2-Alum絮体在电中和条件和卷扫条件下，根据几种不同的水力条件，考察了颗粒物形貌对絮体性状的影响。结果表明在相同的水力条件下，球形颗粒比无定形颗粒更容易形成结构密实的絮体。此外，本文还研究了不同混凝剂对于絮体性状的影响，并结合理论推导对实验结果进行了分析。