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絮体是由一些初始小颗粒组成的，具有高度孔隙结构的聚集体。絮体粒度、结构及强度被认为是水处理工艺中最基本、最重要的操作参数之一。絮体微观物理特性的差异将影响后续沉淀、气浮、过滤及浓缩等分离工艺的效率。因此，从絮体微观特性的角度研究混凝过程，对开发高效混凝剂及混凝反应器、混凝过程监控及投药控制设备的研发、混凝工艺控制智能化等具有重要意义。
本文通过激光光散射、显微影像分析、沉降观测等技术，研究了诸如：不同混凝机理、有机高分子助凝剂和无机高分子絮凝剂的投加、不同水力剪切条件、预臭氧后等多种混凝条件下生成絮体的特性，并利用人工神经网络对絮体性状进行预测，取得了以下成果：
电中和、架桥絮凝、卷扫絮凝三种机理下形成絮体的特性存在较为显著的差异。其中以卷扫絮凝情况下，絮体的分形维数最高，而架桥絮凝絮体的分形维数最低。絮体强度理论计算值范围为0.01～0.58N m-2。无论何种混凝机理下，絮体的分形维数变化，以及分形维数与强度间的关系都存在内在的统一相关性。
当阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂投加时，存在最佳投加剂量。在该最佳投加量下，絮体粒度及强度最大，沉淀分离效率更高。此外，絮体受有机高分子助凝剂的电荷类型及相对分子量大小的影响显著。阳离子型PAM助凝剂由于电中和作用和吸附架桥作用同时发挥，生成的絮体同阴离子型PAM助凝剂相比具有粒度大、抗剪切能力高及重絮凝能力强等特点。同时，絮体粒度、密度、沉降速率、抗剪切能力均随助凝剂相对分子质量的增加而增大。
聚合铝中Al形态分布的差异对絮凝微观结构有影响。由于B=2.0和B=2.5的聚合铝中含有大量高正电荷量的Alb形态，不仅有良好的电中和能力，而且形成“静电簇”混凝，因此，形成的絮体更密实，分形维数较高。此外，Al13聚集体比Al13更能形成大的絮体，并且伴随着更为快速的混凝动力学和更加密实规整的絮体。
当使用臭氧作为预氧化工艺时，在较低预臭氧浓度下，混凝后絮体的粒径没有明显的变化，而当预臭氧浓度较高时，颗粒物被破坏，对应的絮体粒径减小。臭氧浓度越高，絮体的分形维数越大。当O3与TOC的浓度比约为0.5∶1时，为最佳的预臭氧投加浓度，对应的絮体沉降性能最佳，固液分离效率最优。
最后，利用人工神经网络建立了絮体性状参数关于pH、混凝剂投加量、搅拌转速、悬浊液颗粒物浓度等反应条件的非线性映射模型。该神经网络模型对絮体分形维数的预测则具有较高的精度及良好的泛化能力，并作为后续基于人工神经网络的絮体性状调控及混凝投药自动控制系统的探索性研究。