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ζ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pH－3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)3·18H2O 浓度10g/L

2 三氯化铁FeCl3·6H2O 浓度10g/L

3 聚合氯化铝[A12(OH)m C16-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1／4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1—6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?