混凝实验指导书

《混凝沉淀实验》

一、实验目的

(1)熟悉混凝操作，观察混凝现象，深入理解混凝机理。

(2)确定混凝剂的最佳投药量。

(3)计算反应过程的G值和GT值。

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粒表面的水化作用，使得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。向水中投加的混凝剂能提供大量的正离子，压缩胶团的扩散层使ζ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，具有弹性和较高的黏度，把这些分子排挤出去需要克服特殊的阻力，阻碍胶粒直接接触。有些水化膜的存在决定于双电层状态，投加混凝剂降低电动电位，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中的高分子物质一般具有链状结构，在胶粒与胶粒间起吸附架桥作用。

混凝是凝聚和絮凝的总称。向水中投加混凝剂，可以使胶体颗粒脱稳，脱稳后的胶粒后相互聚结形成微絮粒的过程，称为凝聚；微絮粒相互粘附聚集或通过高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结，而形成絮凝体的过程，称为絮凝。根据混凝过程的特点，混凝操作分为两个阶段，即混合阶段和絮凝阶段，两个阶段的操作要求明显不同。混合阶段的操作要求是快速（1min之内）和剧烈搅拌（速度梯度G在500~1000s-1），而絮凝反应阶段的操作要求是反应时间较长（15~30min），搅拌强度较小（速度梯度G为10～70s-1），一般Gt值应控制在104～105之间。

三、实验设备与试剂

(1) 无级调速六联混凝搅拌机。

(2) pH酸度计。

(3 )浊度计。

(4) 1ml，2ml，5ml，10ml, 移液管各1支。

(5) 200mL、500ml烧杯，1000ml量筒，吸耳球等。

(6)混凝剂为硫酸铝（AS）和聚合氯化铝（PAC），使用时分别配置成10g/L的溶液。

(7) 10％的NaOH溶液和l0％HCI溶液500mL各l瓶。

(8) 实验原水为高岭土悬浊液，进行混凝操作前将原水pH值调节至6-8之间。

四、实验步骤

(1)测定原水的浊度，将原水pH值调节至6-8之间。

（2）用1000mL量简量取6份水样至6个1000mL烧杯中，将装有水样的烧杯放在搅拌器下，保持各烧杯中的搅拌器位置相同

(3)设定搅拌程序：首先是快速搅拌，时间为0.5min，搅拌器转速为200~300r/min；然后是缓慢搅拌，时间为15~30min，搅拌器转速为40~60r/min。

（4）用移液管依次量取六份不同剂量的混凝剂溶液，并添加到投药器中。

（5）启动搅拌程序，同时投加混凝剂，混凝操作开始。

（6）搅拌过程中，注意观察并记录矾花形成的过程、矾花大小、密实程度。

（7）混凝操作完成后，轻轻提升搅拌器，静置沉淀15min，并观察矾花沉淀情况。

(9)沉降完成后，从取样口分别取出各烧杯中的上清液，并测其浊度及相应的pH值。

(10)计算絮凝反应过程中的速度梯度G及GT值。

五、实验结果整理

(1)把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的水样蚀度及pH值记入表格。

(2)以沉淀后水样浊度为纵坐标，混凝剂加注最为横坐标，绘出浊度与投药量关系曲线，并在图上求出最佳馄凝剂投加量。

(3)计算水样慢速搅拌过程的速度梯度G及GT值。分析其是否在合适范围。

(4)实验记录参考格式。

实验小组名单：实验日期：

快速搅拌时间及转速：

慢速搅拌时间及转速：

混凝剂名称：

原水浊度：

原水pH值：

实验结果记录及整理表：

六、注意事项

(1)取水样时，所取水样要搅拌均匀，要一次量取以尽量减少所取水样浓度上的差别。

(3)沉淀完成后，移取烧杯中的上清液时，要在相同条件下移取，不要把沉下去的矾花搅起来。

七、思考题

（1）为什么最大投药量时，混凝效果不一定好?

（2）根据实验结果，分别采用AS和PAC作为混凝剂时，在相同投药量下，那种混凝剂的混凝效果更好？为什么？