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近年来，随着计算机技术的飞速发展和各种检测手段的日益完善，分形理论应用于混凝过程的研究逐渐引起该领域的广泛关注并成为前沿热点，为混凝机理研究和参数优化提供了新的契机。本文以天津市某再生水厂总进水为原水，结合小试试验和中试试验，利用显微摄像装置和图像处理软件对絮凝体形态特征进行拍摄分析，进行了以下几方面的试验研究。（1）通过小试单因素试验分析聚合氯化铝（PAC）加药量、pH和前加氯浓度对絮体分形维数的影响。结果表明，PAC最佳投加量为12mg/L，最佳pH范围为6.5到7.5之间，最佳前加氯浓度为4mg/L。由图像分析可知，絮凝体的lnA与lnL具有良好的线性关系，说明PAC的絮凝体具有良好的分形特性，是典型的分形体系。且絮凝体的分形维数与出水浊度之间总是具有良好的相关性。（2）通过中试系统正交试验分析混合搅拌强度和四级絮凝搅拌强度对絮体分形维数的影响。结果表明最佳絮凝搅拌强度组合为：混合搅拌G值350s-1、四级絮凝搅拌的G值分别为57.5s-1、47.5s-1、25s-1、15s-1。混合搅拌时间为1min，絮凝搅拌时间为15min，则得出混合搅拌阶段GT值为2.1×104，絮凝阶段平均G值为40s-1，GT值为3.6×104。各个因素对絮体分形维数的综合影响大小排序为：混合搅拌强度>四级絮凝搅拌强度>一、二、三级絮凝搅拌强度。试验中，絮凝体分形维数与浊度去除率之间存在良好的相关性。（3）动态絮凝过程监测发现，四级絮凝池中絮体分形维数逐渐减小而平均粒径逐渐增加。随着絮凝时间的增加，絮凝体的分形维数由2.1645降低到1.7228，呈现随着絮凝时间延长而递减的趋势，并在一定时间（12min）后趋于相对稳定状态；絮凝体平均粒径的变化趋势与分形维数恰恰相反，平均粒径在整个混凝过程中持续增长，由原水的68μm增加到890μm，增长趋势十分显著，与宏观观察到的絮体形态变化情况相吻合。（4）利用中试系统试验数据，建立絮体分形维数与原水浊度、pH、PAC投加量和前加氯浓度之间的数学模型，显著性分析和验证试验均表明该数学模型正确可信。