混凝工艺是水处理过程中的一个关键环节，其效果的好坏直接决定着后续工艺的运行工况，影响着最终的出水水质和水处理的运行成本，所以一直是水处理工艺的重点研究领域。利用固体颗粒的流态化特性，研制开发了一种新型的混凝工艺装置——混凝流化床。与传统的混凝工艺相比，具有操作简便、占地面积小、能耗低、效率高等优点。本文在前人工作的基础上，利用已有成果，对该新型反应装置进行了进一步探讨研究。首先，在该装置内分别单独填充树脂颗粒A和树脂颗粒B，对混凝控制指标参数速度梯度G、混凝时间T值的变化规律进行了研究，并探讨了以高岭土悬浊液为处理水时混凝效率随G、T值的变化规律，并优化了二者的范围。实验结果表明，混凝效率随着G值的增大呈现先增大后降低的趋势，最适的G值范围约为165-180s^-1。整体上，混凝时间越长，混凝效率也越大，但过长的混凝时间有可能造成絮体破碎。混凝效率基本上随着GT值的增大而提高，但当GT值大于10000时，混凝效率提高不显著甚至有一定程度下降。在此基础上，利用不同性质的颗粒具有不同的水力流态化特性，在该装置内分别填充树脂颗粒A和树脂颗粒B或硅胶颗粒，建立了多级速度梯度的混凝反应环境，并在该条件下研究了混凝效率的变化规律，与在单级速度梯度下的混凝效率进行了对比。结果表明，多级速度梯度下的混凝效率比单级速度梯度高出5%-10%，并且去除率更为稳定，具有较好的抗击外部冲击负荷的能力。初步尝试了对分散红溶液进行了处理，结果表明，多级速度梯度下的去除率比单级速度梯度下高7%-20%。同时，借助絮体形态学相关技术手段，研究了各个条件下的絮体形态特征，在此基础上探讨了多级速度梯度下流化床的反应特征。结果表明，在多级速度梯度流化床反应过程中，絮体的尺寸随着床高的增加而不断增加，絮体的分形维数和密度则随着床高的增加呈现下降的趋势。最后还初步尝试运用相关模型对装置内的反应动力学特征进行了研究，从絮体碰撞速度和碰撞时间等微观指标方面解释说明装置的运行特征，随着混凝反应的进行，絮体尺寸不断增大，絮体间距也不断增大，使得絮体碰撞速度和频率均不断下降，碰撞时间减少。从实际得出的絮体碰撞时间和理论计算的混凝时间出发得出该装置的碰撞效率在60%以上。本文对混凝流化床装置的混凝效果、反应特征以及所填几种性质不同的固相颗粒进行了系统研究，表明该装置具有较好的实际应有前景，也为今后设计该类装置提供了一定的借鉴。