混凝沉淀实验

水污染控制工程实验2010/2011第二学期

实验一、混凝沉淀实验

实验安排

2011、5、10星期二、环境08--2班30人分4组

实验地点：二实验楼；C区107实验室

一组A1和二组B1、下午2：00---4：00大约15人左右。

三组A2和四组B2、下午4：30---6：30大约15人左右。

2011、5、11星期三、环境08--1班35人分4组

实验地点：二实验楼；C区107实验室

一组A1和二组B1、上午9：00---11：00大约18人左右。

三组A2和四组B2、中午11：30---1：30大约16人左右。

2011、5、11星期三、环境08--3班32人分4组

实验地点：二实验楼；C区107实验室

一组A1和二组B1、下午2：30---4：30大约16人左右。

三组A2和四组B2、下午5：00---7：00大约16人左右。

注意： 1、A组、B组的同学用不同的混凝剂。（A1做三氯化铁最佳投加量的确定，A2在A1的基础上做ph值的影响。B1做自制混凝剂的最佳投加量，B2在B1的基础上，做PH值的影响。）

2、实验完毕后填好实验报告。

实验一：混凝沉淀实验

一、实验目的：

1、通过实验观察混凝现象、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数。

4、通过对比传统混凝剂的混凝效果了解粉煤灰及混凝剂的混凝效果，并确定最佳混凝剂投加量。

二、实验原理

混凝阶段所处理的对象主要是水中悬浮物和胶体杂质，是水处理工艺中十分重要的一个环节。水中较大颗粒悬浮物可在自身重力作用下沉降，而胶体颗粒不能靠自然沉降得以去除。胶体表面的电荷值常用电动电位ξ表示，又称为Zeta电位。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，当电位降到零，往往不是最佳混凝状态。因为水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒。胶体间存在着静电斥力，胶粒的布朗运动，胶粒表面的水化作用，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大，若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子，能加速胶体的凝结和沉降。水化膜中的水分子与胶粒有固定联系，具有弹性较高的粘度，把这些水分子排挤出去需克服特殊的阻力，这种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。若投加混凝结降低ζ电位，有可能是水化作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用。即使ζ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，一般形成絮凝体。消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水利

条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花，自投加混凝剂直至形成矾花的过程叫混凝。

投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。

在水中投加混凝剂如 A1

2(SO

4

)

3

、 FeCl

3

后，生成的AI、 Fe的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9—10)，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，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。

三、实验水样：黄河水

四、实验设备

1、梅宇SC2000-6智能型六联搅拌机(附1000ml烧杯6个)。

2、HANNALP 2000浊度仪。

3、ORION828 型pH计；

4、温度计；

烧杯：1000ml、500ml、200ml各6个。移液管：1ml、2ml、5ml、10ml各4支。实验药剂：1、三氯化铁；Fecl3·6H2o ( 10g/L )，自配混凝剂。

2、盐酸HCL

3、氢氧化纳NaOH ( 质量分数10%)

浊度标准液10mg/L、30mg/L、60mg/L。

六、实验步骤

本实验分为最佳投药量。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。

(一)最佳投药量实验步骤

1、用6个1000mL的烧杯，分别取800mL原水，放置在实验搅拌机平台上；

2、确定原水特征，即测定原水水样混浊度、pH值、温度。

3、确定形成矾花所用的最小混凝剂量。（混凝剂A、B）方法是通过慢速搅拌烧杯中200mL原水，并每次增加1mL混凝剂的投加量，逐滴滴入200mL原水杯中直到出现矾花为止。这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量；

4、确定实验时的混凝剂投加量。根据步骤3得出的形成矾花的最小混凝剂投加量，取其1／3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，用依次增加相等混凝剂投加量的方法求出2—5号烧杯的混凝剂投加量，把混凝剂分别加入到

1—6号烧杯中。

5、启动搅拌机，快速搅拌一分半钟，转速为300r/min 1min，慢速搅拌8分钟，转速为60r/min。上述搅拌速度可进行适当调整；

6、关闭搅拌机，静置沉淀20min，用50mL注射管抽出烧杯中的上清液(共抽3次约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定二次)，并对测定结果进行纪录。

2 . 确定最佳PH值（自制混凝剂）

(1)用6只1000ml烧杯，分别取1000ml原水，将盛装有水样的烧杯置于混凝仪上。

（2）调节原水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,1.0ml的10% HCL、在向4# 5# 6# 装有原水的烧杯中加入0.2 ml,0.7ml,1.2ml的10% NaOH, 用玻璃棒快速搅拌均匀，依次用精密PH仪测各水样PH值，记录在表中。

（3）用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量混凝剂，投加剂量由1中得出最佳投加量确定。