混凝实验讲义及注意事项

实验二 混凝实验一 实验目的 通过本实验希望达到下述目的：(1)学会求得最佳混凝条件(包括投药量、pH值，水流速度梯度)的基本方法；(2)加深对混凝机理的理解。二 实验原理分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于（1）能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的电位，实现胶粒“脱稳”，（2）同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用，（3）网捕作用，从而达到颗粒的凝聚，最终沉淀从水中分离出来。 由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同，混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。三 实验装置与设备(一)实验装置混凝实验装置主要是实验搅拌机。搅拌机上装有电机的调速设备，电源采用稳压电源。(二)实验设备及仪器仪表 1混凝试验搅拌机 ZR4-6型 1 台 3光电式浊度仪 GDS-3型 1台 4酸度计 pH3型 1台 5磁力搅拌器 1台 6烧杯 200mL 1个 7量筒 1000mL 1个 8，移液管 1、2.5、10mL 各2支 9注射针筒、温度计、秒表、卷尺等。四 实验步骤混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分在进行最佳投药量实验时，先选定一种搅拌速度变化方式和pH值，求出最佳投药量。然后按照最佳投药量求出混凝最佳pH值。最后根据最佳投药量、最佳pH值，求出最佳的速度梯度，在混凝实验中所用的实验药剂可参考下列浓度进行配制： 1 精制硫酸铝Al2(SO4)318H2O 浓度10g/L 2 三氯化铁FeCl36H2O 浓度10g/L 3 聚合氯化铝A12(OH)mC16-m 浓度10g/L 4 化学纯盐酸HCI 浓度10% 5 化学纯氢氧化钠NaOH 浓度10%(一)最佳投药量实验步骤1确定原水特征，即测定原水水样混浊度、pH值、温度。如有条件，测定胶体颗粒的Zeta电位。2确定形成矾花所用的最小混凝剂量。方法是通过慢速搅拌(或50r/min)烧杯中200mL原水，并每次增加0.5mL混凝剂投加量，直至出现矾花为止。这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。3用6个1000mL的烧杯，分别放入1000mL原水，置实验搅拌机平台上。4确定实验时的混凝剂投加量。根据步骤2得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其14作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量，用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出2-5号烧杯混凝剂投加量、把混凝剂分别加入16号烧杯中。5启动搅拌机，快速搅拌半分钟、转速约300r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min；慢速搅拌6分钟、转速约50r/min。如果用污水进行混凝实验，污水胶体颗粒比较脆弱，搅拌速度可适当放慢。6关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度，(每杯水样测定三次)，记入表1-1中。(二)最佳pH值实验步骤1取6个1000mL烧杯分别放入1000mL原水，置于实验搅拌机平台上。2确定原水特征，测定原水浑浊度、pH值，温度本实验所用原水和最佳投药量实验时相同。3调整原水pH值， 用移液管依次向1号、2号、3号装有水样的烧杯中分别加入1.5、1.0、0.5mL 10浓度的盐酸。依次向5号、6号装有水样的烧杯中分别加入0.5、1.0mL10浓度的氢氧化钠。该步骤也可采用变化pH值的方法，即调整1号烧杯水样使其pH值等于3，其它水样的pH值(从1号烧杯开始)依次增加一个pH值单位。4启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min。随后从各烧杯中分别取出50mL水样放入三角烧杯，用pH仪测定各水样pH值记入表1-2中。5用移液管向各烧杯中加入相同剂量的混凝剂(投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定)8启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min慢速搅拌6分钟，转速约50r/min。7关闭搅拌机，静置5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL放入200mL烧杯中，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表1-2中。(三)混凝阶段最佳速度梯度实验步骤按照最佳pH值实验和最佳投药量实验所得出的最佳混凝pH值和投药量，分别向6个装有1000mL水样的烧杯中加入相同剂量的盐酸HCl(或氢氧化钠NaOH)和混凝剂，置于实验搅拌机平台上；2启动搅拌机快速搅拌1分钟，转速约300r/min。 随即把其中5个烧杯移到别的搅拌机上，1号烧杯继续以20r/min转速搅拌20分钟。其它各烧杯分别用55r/min、90r/min、125r/min、160r/min、200r/min搅拌20分钟：3关闭搅拌机，静置10分钟，分别用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL)放入200mL烧杯中，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表1-3中；4测量搅拌桨尺寸。注意事项：1在最佳投药量、最佳pH值实验中，向各烧杯投加药剂时希望同时投加，避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊。2在最佳pH实验中，用来测定pH的水样，仍倒入原烧杯中3在测定水的浊度、用注射针筒抽吸上清液时，不要扰动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间间隔尽量减小。五 实验结果整理(一)最佳投药量实验结果整理1把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的剩余浊度记入表。2以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标绘出浊度与药剂投加量关系曲线，并从图上求出最佳混凝剂投加量。(二)最佳pH值实验结果整理1把原水特征、混凝剂加注量，酸碱加注情况，沉淀水浊度记入表。2以沉淀水浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出浊度与pH值关系曲线，从图上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适用范围。(三)混凝阶段最佳速度梯度实验结果整理1把原水特征、混凝剂加注量、pH值、搅拌速度记入表。2以沉淀水浊度为纵坐标，速度梯度G值为横坐标绘出浊度与G值关系曲线，从曲线中求出所加混凝剂混凝阶段适宜的G值。六 实验结果讨论1 根据最佳投药量实验曲线，分析沉淀水浊度与混凝剂加注量的关系。2 本实验受哪些因素的影响较大?如何改进?附录:实验结果记录格式实验小组号: 实验日期: 姓名:混凝剂: 混凝剂浓度:原水浊度: 原水pH: 原水温度: 最小混凝剂量(ml): 相当于(mg/l):表1-1 最佳混凝剂投加量水样编号123456投药量mg/l初矾花时间矾花沉淀情况剩余浊度表1-2 最佳pH水样编号123456盐酸ml烧碱ml水样PH剩余浊度表1-3 最佳速度梯度水样编号123456搅拌速度剩余浊度【注意】l 修改讲义：n 三氯化铁FeCl36H2O浓度10g/L 15g/Ln 最佳pH值实验步骤：调整原水pH值水样编号123456盐酸ml1.00.5-烧碱ml-0.51.01.5l 实验要点：n 最佳混凝剂投加量水样编号123456投药量ml1.2534.756.58.2510投药量mg/ln 加药后开始快速搅拌：迅速润洗加药管，并同时倾倒入搅拌烧杯。润洗水量一定要尽量的少！n 经快速、中速、慢速几个过程后，设备报警！放置5分钟后，再报警！此时放出少量上清液润洗小烧杯，再取约100ml测浊度。n 清洗设备：u 多次润洗加药管，并倾倒入搅拌烧杯。u 按住设备右侧“up”键，使搅拌桨升起，并用水清洗旋桨。u 将搅拌烧杯中的废液倒出，并清水冲洗若干次（放水管也要清洗！）n 浊度仪的使用：u 将指示标选为“atuo range”、“average”。u 用玻璃棒搅拌烧杯中的样品使之均匀。u 用被测样品润洗样杯2-3次。u 缓慢注入被测样品，液面超过“”的上缘，并用擦镜纸擦净样杯。u 将样杯平稳置入比色池，并使样杯的宽定位条对准指示标（面向使用者）。u Read！待读数稳定后计数。u 每个样品测定3次（平行样之间误差较大时请重新测定）。n pH计的使用：u 酸定位：pH=6.92；斜率：pH=4.00（10）u 碱定位：pH=6.92；斜率：pH=9.33（10）温度0101520254.014.004.004.004.006.986.926.906.886.869.469.339.289.239.18