实验一-混凝实验

实验一混凝实验一、实验目的1、观察混凝现象及过程，加深对混凝机理的理解，了解混凝效果的影响因素；2、掌握混凝烧杯搅拌实验的方法和一般步骤；3、学会确定一般水体最佳混凝条件的基本方法，包括投药量、pH值和速度梯度。二、实验原理混凝是通过向水中投加药剂使胶体物质脱稳并聚集成较大的颗粒，以使其在后续的沉淀过程中分离或在过滤过程中能被截除。在水体中投加混凝剂，如Al2(SO4)3、FeCl3，经过水解反应后生成的Al(III)、Fe(III)化合物对胶体脱稳的效果不仅受到投加混凝剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响、还受水的pH值影响。在投加了混凝剂的天然水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G的大小起着主要的作用。在混凝搅拌实验中，根据碰撞能量的来源不同，可采用式G=pμ和G=ghvμ从混凝剂与水混合到絮体形成是整个混凝工艺的全过程。根据所发生的作用不同，分为混合和絮凝两个阶段。在混合阶段，以胶体的异向凝聚为主，要使药剂迅速均匀地分布到水中以利于水解、聚合及脱稳；在絮凝阶段，主要以同向絮凝（以水利或机械搅拌促使颗粒碰撞絮凝）为主，同向絮凝效果与速度梯度G和絮凝时间T有关。三、实验装置及药品1、六联搅拌仪1台、光电浊度仪1台；2、酸度计1台；3、温度计1支；4、1000mL烧杯6个，250mL烧杯6个；5、1000mL量筒1个；6、1mL移液管2支，2mL移液管1支，5mL移液管1支；7、50mL注射针筒4支；8、浓度10g/L的三氯化铁溶液10、浓度10g/L的聚合氯化铝[A12(OH)mC16-m]11、浓度10%的盐酸溶液12、浓度10%的氢氧化钠溶液四、实验步骤实验内容分为最佳投药量、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剂最佳pH值。最后，根据最佳投药量和最佳pH值，求出最佳的速度梯度。（一）最佳投药量的确定1、在6个1000mL的烧杯中分别加入1000mL原水，置于实验用搅拌仪平台上，使搅拌叶片位于烧杯正中，注意保持各烧杯中叶片的位置相同。分别测定原水水样的温度、浊度和pH并记录。2、在6个1000mL的烧杯中分别加入1000mL原水，置于实验用搅拌仪平台上，使搅拌叶片位于烧杯正中，注意保持各烧杯中叶片的位置相同。分别测定原水水样的温度、浊度和pH并记录。3、熟悉搅拌器的操作，按要求调整搅拌器的运行参数。①混合搅拌转速：150r/min;②混合时间：取2min；③絮凝搅拌转速：30r/min；④絮凝时间：取15min。把选择好的转速和时间在调节器上预设好，检查确定水样已配制好后准备开始实验。4、按混合搅拌速度开动搅拌机，当预定的混合时间到达后，立即按预定的絮凝搅拌速度，降低搅拌机转速。在预定的絮凝时间到达后，关闭搅拌机。注意记录过程中各矾花出现的时间及矾花尺寸、松散程度等现象。5、轻轻将搅拌叶片从烧杯中提出，注意不要扰动水样，静止沉淀20min，注意观察记录各烧杯中矾花沉降情况。6、沉淀时间到达后分别从各烧杯中用50mL注射针筒取其上清夜（澄清水样）共100mL左右（可分3次取）于200mL烧杯中，测定各自的剩余浊度并记录(每杯水样测定三次)。根据结果确定最佳混凝剂投药量。（二）最佳pH确定1、将6个1000mL的烧杯中分别加入1000mL原水（与确定最佳投药量所用水样相同）。分别测定原水水样的温度、浊度和pH并记录。2、调整原水pH，使其分别呈不同的酸碱度。用移液管分别取不同量的酸、碱溶液加入6个烧杯中使其pH分别为2、4、6、8、10、12。3、将调节好的6个1000mL的烧杯置于实验用搅拌机平台上，使搅拌叶片位于烧杯正中，注意保持各烧杯中叶片的位置相同。4、分别选择好混合转速和时间及絮凝搅拌转速和时间。5、用移液管向4个烧杯中加入相同数量的混凝剂（投加量应是按照上一步骤确定的混凝剂最佳投加量），按混合搅拌速度开动搅拌机，当预定的混合时间到达后，立即按预定的絮凝搅拌速度，降低搅拌机转速。在预定的絮凝时间到达后，关闭搅拌机。6、轻轻将搅拌叶片从烧杯中提出，注意不要扰动水样，静止沉淀20min，注意观察记录各烧杯中矾花沉降情况。7、沉淀时间到达后分别从各烧杯中用50mL注射针筒取其上清夜（澄清水样）共100mL左右（可分3次取）于200mL烧杯中，测定各自的剩余浊度并记录(每杯水样测定三次)和pH并记录。（三）混凝阶段最佳速度梯度确定1、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3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)，并记录。五、实验数据（一）最佳投药量原水水温：19°C；浊度：22.78度；pH：6.25；使用混凝剂种类及浓度：10g/L的三氯化铁溶液。表一最佳混凝剂投加量实验记录水样编号123456混凝剂投加(mg/L)24681216矾花形成时间(min)0:02:400:02:000:02:100:13:50//剩余水浊度（度）12.4781.6042.2393.78124.6918.6822.7811.4111.6383.85225.2419.5332.2791.0721.0073.80126.3819.79平均2.5131.3621.6283.81125.43719.333备注1快速搅拌2min转速150r/min2慢速搅拌15mim转速30r/min3沉淀时间20min（二）最佳pH原水水温：19°C；浊度：22.78度；pH：6.25；使用混凝剂种类及浓度：10g/L的三氯化铁溶液。表二最佳pH值实验记录水样编号123456HCl投加量(mL)9.502.240.050.153.060.00NaOH投加量(mL)5.001.300.000.203.1020.00pH值1.964.096.005.0610.2411.94混凝剂投加量(mL)6剩余水浊度（度）12.95211.670.7990.5381.3001.01322.95612.000.7560.5351.1340.89133.27712.950.7880.7191.0440.903平均3.06212.2070.7810.5971.1590.936备注1快速搅拌2min转速150r/min2慢速搅拌15mim转速30r/min3沉淀时间20min（三）混凝阶段最佳速度梯度原水水温：19°C；浊度：22.78度；pH：6.25；使用混凝剂种类及浓度：10g/L的三氯化铁溶液。表三最佳混凝剂投加量实验记录水样编号123456混凝剂投加量(mg/L)6矾花形成时间(min)0:02:250:04:000:05:00///快速搅拌速度(r/min)300300300300300300时间(min)111111速度(r/min)205590125160200时间(min)0:20:000:20:000:20:000:20:000:20:000:20:00上清液浊度（度）10.8870.4190.4440.7330.6900.25920.7370.5080.3420.7070.6800.37930.9300.5820.5670.7500.6390.284平均0.8510.5030.4510.7300.6700.307以上清液浊度为纵坐标、搅拌速度值为横坐标绘出浊度与G关系曲线，作出下图六、实验小结1、根据表一以及相应的所作图得：水体的最佳投药量为3.8—7.0mg/L；2、根据表二及其所作图可知：在相同混凝剂投加量的情况下，混凝的最佳PH值为6.8，混凝的PH值范围为,6.0—8.03、根据表三及所作图可知：在最佳投加量及最佳PH的最适