混凝、沉淀工艺是给水处理的两个关键环节,其效果的好坏直接决定着后续工艺的运行工况,影响着最终出水的水质和水处理运行成本,所以一直是水处理学科的重点研究领域。针对小规模供水量变化频繁、时变化系数大、清水池调节容积大、存在间歇式运行而出水水质难以保障的情况,本论文基于静止沉淀提出了混凝沉淀一体化工艺,并进行混凝沉淀试验,优化了实验参数,确定了工艺最佳运行工况。通过动力学模型的建立,确立控制絮凝效果的综合指标为“能耗输入（GT）”和“剪切强度（Fr）”,并通过试验得出它们的最佳控制范围。混凝沉淀试验表明,以PAC为混凝剂处理浊度为85NTU左右的原水时,最佳试验条件为:温度T=22℃左右,pH=6.5⁸.0,PAC絮凝剂投量为16mg/L;最优搅拌参数为:快搅速度n₀=300r/min,快搅时间t₀=1min;中搅转速n₁=140r/min,中搅时间t₁=4min;慢搅速度n₂=90r/min,慢搅时间t₂=16min;絮泥保留量宜为下一周期处理水体积的6%,对应PAC投量低至8mg/L。工艺可重复利用上一周期的絮体沉泥的剩余活性,提高絮凝效果,节省50%絮凝剂投加量;基于静止沉淀,固液分离效果好,出水浊度小于1.0NTU,进行简单过滤、消毒出水即可达标。论文通过形态学和动力学两方面的研究得出,絮凝过程中产生的絮凝体的密度ρ、空隙率ε、沉降速度u等物理性能参数均为絮凝体分形维数D_f的函数;紊流涡旋剪切力Fr是絮凝过程中的主导动力;絮凝体的强度k_σ（?）G^-2d_ρ^2Dt/3-4,与水体的G值的平方成反比,同时也是絮体颗粒分形维数D_f的函数。絮凝体的分形维数D_f=K·f₄（GT , Fr）,在设备形式和原水水质确定的情况下,D_f是能耗GT值及剪切强度Fr值的函数。表明高效的絮凝过程需要控制G、GT、Fr值等动力学指标,且需控制絮凝体成长的分形尺度D_f。通过试验确定了絮凝能耗输入、剪切强度以及絮体成长尺度的最佳控制范围。絮凝各阶段最佳能耗分配为:G₁=108.30s^-1,T₁=240s;G₂=54.59s^-1,T₂=480s;G3=20.84s^-1,T₃=540s。各阶段剪切强度的最佳控制范围为: Fr₁=10.3193¹3.6438,Fr₂=4.3451⁶.9332,Fr₃=0.8630¹.1465;各絮凝阶段剪切强度的比值宜控制在:Fr₁:Fr₂:Fr₃=（10.98¹2.61）:（4.59⁶.10）:1。各阶段分形维数的最佳控制范围为:第一阶段Df₁=1.340¹.367,第二阶段Df₂=1.513¹.562,第三阶段Df₃=1.785¹.873。论文提出的混凝沉淀一体化工艺的实施,可为大、小规模用水的城镇居民提供优质的生活饮用水,创造巨大的经济效益和社会效益,值得推广应用。论文通过控制絮凝体的动力学模型的建立过程确立控制絮凝效果的综合指标,通过试验得出絮凝能耗输入、剪切强度及絮凝体分形尺度的最佳控制范围,为工艺设计和运行提供了科学依据,为实际工程应用提供了合理的指导。