1、实验五 混凝实验一 实验目的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。向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，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通过本实验希望达到下述目的；(1)学会求得一般天然水体最佳混凝条件(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 实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种含浊状
2、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 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。而达到颗粒的凝聚。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 pH3 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
3、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)318H2O 浓度 10g/L2 三氯化铁 FeCl36H2O 浓度 10g/L3 聚合氯化铝A1 2(OH)mC16-m 浓度 10g/L4 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
4、 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 14 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16 号烧杯中。5启动
5、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
6、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
7、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。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
8、，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。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 本实验与水处理实际情况有哪些差别?如何改进?附录:实验结果记录格式实验小组号: 实验日期: 姓名:混凝剂: 混凝剂浓度:原水浊度: 原水 PH: 原水温度: 最小混凝剂量(ml): 相当于 (mg/l):表 1-1 最佳混凝剂投加量水样编号 1 2 3 4 5 6投药量 mg/l初矾花时间矾花沉淀情况剩余浊度表 1-2 最佳 pH水样编号 1 2 3 4 5 6盐酸 ml烧碱 ml水样 PH剩余浊度
