环境工程学实验补充资料.ppt

混凝实验 一、实验目的 （1）观察混凝现象及过程，加深对混凝理论的 理解； （2）选择和确定最佳混凝工艺条件； （3）了解影响混凝条件的相关因素。 二、实验内容 1.熟悉搅拌机、浊度计和pH计的使用。 2.测定原水样的浊度、pH值和水温。 （原水样取 自十字河水）。 3.确定混凝剂的最小和最佳投加量。 二、实验原理 水中的胶体颗粒，主要是带负电的黏土颗粒。 胶体间的静电斥力，胶粒的布朗运动及胶体表面的 水化作用，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电 斥力影响最大。因此，胶体颗粒靠自然沉淀是不能 除去的。向水中加入混凝剂能提供大量的正离子， 压缩胶团的扩散层，使ξ电位降低，静电斥力减 少。此时，布朗运动由稳定因素转变为不稳定因 素，也有利于胶粒的吸附凝聚。 水化胶中的水分子与胶粒有固定联系，具有弹性和 较高黏度，把这些分子排挤出去需要克服特殊阻 力，阻碍胶体直接接触。有些水化膜的存在决定于 双电层状态投加混凝剂降低ξ电位，有可能使水化 作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质或直接 加入水分中的高分子物质一般具有链状结构，在胶 粒与胶粒之间起吸附架桥作用。即使ξ电位没有降 低或降低不多，胶粒不能相互接触，通过高分子链 状物吸附胶粒，也能形成絮凝体。 水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制 指标是搅拌强度和搅拌时间。 搅拌强度：常用速度梯度G来表示。在混合阶段，要 求混凝剂与废水迅速均匀的混合，要求G在500- 1000s-1，搅拌时间t应在10-30s。而反应阶段既要创 造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的 成长机会，又要防止生成的絮体被打碎，因此搅拌强 度要逐渐减小，而反应时间要长，相应G和t值分别应 在20-70s-1和15-30min。 一般Gt值应在104-105之间为宜。 四、实验设备、仪器及药品 （一）实验设备和仪器 1、六联搅拌器一台； 2、浊度仪一台； 3、酸度计一台； 4、烧杯1000ml、500ml、200ml各六只； 5、烧杯500ml三只； 6、移液管1ml、2ml、5ml、10ml各4支； 7、注射针筒50ml2支； 8、温度计0-100℃一支。 （二）实验用药品 1、硫酸铝； 2、三氯化铁； 3、盐酸10%（质量分数）； 4、氢氧化钠10%（质量分数）； 5、聚丙烯酰胺（1mg/L） 五、实验操作步骤 1、混凝剂的确定 在硫酸铝、三氯化铁、聚丙烯酰胺三种混凝剂中，确 定一种最佳混凝效果的混凝剂。 （1）确定原水特征，即测定原水的浊度、温度、pH值， 记录在表1中。 （2）用三只500ml的烧杯，分别取200ml原水，将装有水 样的烧杯置于混凝仪上。 （3）分别向三只烧杯中加入硫酸铝、三氯化铁、聚丙烯 酰胺，每次加1.0ml，同时进行搅拌（中速150r/min,5 min）,直到其中一个出现矾花，这时记录下每个试样中 混凝剂的投加量，并记录在表1中。 （4）停止搅拌，静止10min。 （5）用50ml注射针筒抽取上清液，用浊度计测出三个水 样的浊度记录在表1中。 （6）根据测得的浊度确定最佳混凝剂。 2、确定混凝剂的最佳用量 （1）用六只1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样 的烧杯置于混凝仪上。 （2）采用实验1中选定的最佳混凝剂，按不同的投加量 （依次按25%～100%的剂量）分别加入到800ml原水中，利 用均分法确定此组实验的6个水样的混凝剂投加量，记录 在表2中。 （3)启动搅拌器，快速搅拌约300r/min,0.5min,中速搅拌 约150r/min,5min,慢速搅拌约70r/min,10min。 （4）搅拌过程中，注意观察“矾花”的形成过程。 （5）停止搅拌，静止沉淀10min，然后用50ml注射针筒分 别抽取6个烧杯中的上清液，同时用浊度计测定水的剩余 浊度，记录在表2中。 3、最佳pH值的影响 （1)用六只1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样 的烧杯置于混凝仪上。 (2)调整原水pH值，用移液管依次向1#、2#、3#装有原水 的烧杯中，分别加入2.5ml、1.5ml、1.0mlHCl，再向4#、 5#、6#装有原水的烧杯中，分别加入0.2ml、0.7ml、 1.2mlNaOH。 （3）启动搅拌机，快速搅拌约300r/min,0.5min，随后 停机，从每只烧杯中50ml水样，依次用酸度计测定各水样 的pH值，记录在表3中。 （4）用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混 凝剂，投加量照最佳投药量实验中得到出的最佳投加量而 确定。 （5）启动搅拌器，快速搅拌约300r/min,0.5min,中速搅 拌约150r/min,10min,慢速搅拌约70r/min,10min。 （6）静止10min，用50ml注射针筒抽出烧杯中