环境工程专业实验——混凝

1、混凝实验一 实验目的1了解混凝的现象及过程，净水作用及影响混凝的主要因素；2学会求水样最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；3了解助凝剂对混凝效果的影响。二 实验原理胶体颗粒带有一定电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。胶体表面的电荷值常用电动电位表示，又称为Zeta电位。Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。一般天然水中的胶体颗粒的Zeta电位约在-30mV以上，投加混凝剂之后，只要该电位降到-15mV左右即可得到较好的混凝效果。相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药

2、量各不相同，必须通过实验方可确定。在水中投加混凝剂如Al2(SO4)3、FeCl3后，生成的Al(III)、Fe(III)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响，还受水的pH值影响。如果pH值过低（小于4），则混凝剂水解受到限制，其化合物中很少有高分子物质存在，絮凝作用较差。如果pH值过高（大于910），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好地发挥絮凝作用。投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体。混凝剂量少，达不到降低浊度的目的，混凝剂量过多，混凝效果反而下降，浊度增大，所以通过实验有最佳的投药量。选定水样的pH，投药量

3、从最小（确定形成矾花所用的最小混凝剂量：通过慢速搅拌烧杯中500ml的原水，并每次增加1ml混凝剂，直至出现矾花为止，这时的混凝剂作为形成矾花的最小投加量。一般以5ml为最小混凝剂量）逐级递加，取6个药量梯度。当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加助凝剂以提高混凝效果。助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥，它能改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而结实。三 实验设备仪器1六联搅拌机（附6个800ml烧杯，实验水样选用500ml体积）；2 pH计； 3温度计； 4浊度仪。四 实验水样与药剂取自校园湖水。水样参考：自配水（高岭土悬浊液）、生活污水、校园湖水、河水等。1

4、精制硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶液（混凝剂），10g/L；2氯化铁FeCl3·6H2O溶液（混凝剂），10g/L；3浓度为10%的NaOH溶液（化学纯）。4浓度为10%的HCl溶液（化学纯）；本实验提供较高浓度的混凝剂和助凝剂，各组可根据自己实验要求进行稀释。五 实验步骤（一）最佳投药量的实验步骤混凝剂投加少，没有效果，越多，反而混凝效果下降，通过实验去定实验条件下的最佳混凝剂量。1.取校园湖水，搅拌使水样均匀，确定原水特征：测定并记录原水样的浊度、pH值、温度。 2.用6个800ml的烧杯，分别放入500ml水样，置于六联搅拌机平台上，调节搅拌桨的高度在烧杯中心

5、位置。3.确定形成矾花所用的最小混凝剂量:取500ml水样，在慢速搅拌下，起先投加1mL混凝剂，接着逐渐增加（以1mL为单位）直至出现矾花为止，这时将总共投加的混凝剂作为形成矾花的最小投加量。一般以5ml为最小混凝剂量。4.确定实验时的混凝剂投加量，并量入小量筒中准备投加。根据步骤3得出的形成矾花所需最小混凝剂投加量，取26作为1烧杯的混凝剂投加量，46作为2烧杯的混凝剂投加量，66作为3烧杯的混凝剂投加量，126作为6烧杯的混凝剂投加量，计算并量取好后把混凝剂分别加入l6号烧杯中。两组作对比试验，一组使用硫酸铝作为混凝剂，一组使用氯化铁作为混凝剂。 5.启动搅拌机，在转速1500rmin左右

6、下，快速搅拌1min（混合时间）；在转速600rmin左右下，中速搅拌5min（反应时间）；在转速200rmin左右下，慢速搅拌10min。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.反应搅拌开始后，注意观察各烧杯中有无矾花产生，矾花大小及松散密实程度。7.关闭搅拌机，静止沉淀15分钟，同时用50ml注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽取三次，总计约100ml），放入小烧杯，立即测量各水样的浊度（测定两次，求平均值），记入表中。（二）最佳pH值实验步骤混凝过程中pH值是个重要影响因素，需要通过实验确定最佳pH条件。1.取6个800ml烧杯分别放入500ml水样（河、湖水

7、），置于实验搅拌机台上。本实验所用水样、搅拌条件与最佳投药量实验相同，投药量为前面确定的最佳投药量。2.调整原水 pH值，用10%的盐酸和10%的NaOH溶液调节6个烧杯中的pH值依次分别为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。3.启动搅拌机。在转速1500rmin左右下，快速搅拌1min（混合时间）；在转速600rmin左右下，中速搅拌5min（反应时间）；在转速200rmin左右下，慢速搅拌10min。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。4.关闭搅拌机，静止沉淀15分钟，同时用50ml注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽取三次，总计约100ml），放入

8、小烧杯，立即测量各水样的浊度（测定两次，求平均值），记入表中。六 实验结果1. 实验数据记录参考表：（1）以上清液的浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标，绘制浊度与药剂投加量关系曲线，并从图中标注出最佳的混凝剂投加量。表21最佳投药量实验记录表使用混凝剂种类、浓度 原水浊度 NTU 原水温度 水样编号123456混凝剂加注量（mg/L）矾花形成的时间（min）混凝后上清液水的浊度（NTU）123平均备 注1快速搅拌 min转速（r/min）2中速搅拌 min转速（r/min）3慢速搅拌 min转速（r/min）4沉淀时间 min转速（r/min）5水样来源（2）以上清液的浊度为纵坐标，水样pH值

9、为为横坐标，绘制浊度与pH值关系曲线，并在图中标注出最佳混凝效果时的pH值，及水样混凝处理的pH范围。表22最佳pH实验记录表使用混凝剂种类、浓度、投加量 原水浊度 NTU 原水温度 水样编号123456HCl投加量（mg/L）NaOH投加量（mg/L）pH值混凝剂加注量（min）混凝后上清液水的浊度（NTU）123平均备 注1快速搅拌 min转速（r/min）2中速搅拌 min转速（r/min）3慢速搅拌 min转速（r/min）4沉淀时间 min转速（r/min）2. 记录实验设备和操作条件：实验日期： 浊度仪型号： 酸度计型号： 六联电动搅拌器型号、最大转速、生产厂家： 七 注意事项：1混凝一般分慢速搅拌和快速搅拌阶段，其搅拌速度和搅拌时间可根据实验自行确定；2实验过程中需记录水样的名