SUSTech水处理工程混凝实验实验报告.doc

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实验日期:_________ 天气：_____ 实验室温度：_____
水解决实验一 混凝
实验背景:
混凝过程是当代都市给水和工业废水解决工艺研究中不可缺少也是最核心前置单元操作环节之一。在原水和废水中都存在着数量不等胶体粒子，如粘土、矿物质、二氧化硅或工业生产中产生碎屑等，它们悬浮在水中导致水体浑浊，混凝工艺是针对水中这些物质解决过程。混凝可去除悬浮物颗粒直径范畴在：1nm~(有时以为在1μm)。通过实验摸索混凝过程各参数最佳值，对于获得良好混凝效果至关重要。
实验目：
1．理解混凝现象及过程，观测矾花形成；
2．理解混凝净水作用及重要影响因素；
3．理解助凝剂对混凝效果影响；
4． 探求水样最佳混凝条件(涉及投药种类、投药量、pH值、水流速度梯度等)。
实验原理：
天然水体中存在大量胶体颗粒是水产生浑浊现象因素之一，胶体布朗运动、胶体表面水化作用以及胶体之间静电斥力，其中胶体间静电斥力起着重要作用，使得胶体具备分散稳定性。因而，通过自然沉淀办法不能去除。胶体颗粒表面带有一定电荷，采用电动电位ζ（Zeta电位）表达，ζ电位高低决定了胶体颗粒间静电斥力大小以及影响范畴。天然水体中胶体颗粒ζ电位约在-30mV以上，向水中投加混凝剂从而提供大量正离子，可以压缩胶体双电层构造，使胶体脱稳从而凝结和沉降，普通ζ电位降到-15mV时胶体脱稳。随着ζ电位减少，胶体水化作用也逐渐削弱，混凝剂水解形成高分子物质在胶粒间起到吸附架桥作用，提高混凝效果，混凝剂水解后形成高分子物质也能起到吸附作用，形成絮凝体。
脱稳后胶粒在一定水力作用下形成较大絮凝体，称为矾花，直径较大密度也较大矾花容易下沉。胶体脱稳汇集形成矾花，这一过程需要消耗能量，水流速度梯度G值起着重要作用，它反映了单位时间内单位体积水消耗能量多少。G值表达式如下：
式中：
P ：搅拌功率（J/S）
μ：水粘度（Pa·s）
V ：被搅动水流体积
式中G值可以直接由搅拌器显示板读出。粒径越大矾花在水流作用下抗剪强度较低，因而随着实验过程中矾花不断长大，G值应逐渐较小。
混凝剂种类以及投加量多少将直接影响混凝效果。解决不同水质，不同种类混凝剂投加量也不同，需通过有关实验进行拟定。
仪器与试剂：
深圳中润混凝实验搅拌仪(附6个1000ml烧杯)；
梅特勒pH计；温度计；哈希2100浊度仪；
1000ml量筒2个；100ml烧杯6个；10mL移液管2个；
2mL移液管1个；医用50~100mL注射器一种，取样用；洗耳球1个。
硅藻土，配制浊度在100-200度左右悬浊液开展混凝实验；
精制硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶液， 10 g/L；
氯化铁FeCl3·6H2O溶液， 10 g/L；
聚合氯化铝[Al2(OH)mCl6-m]n溶液（PAC）， 10 g/L；
聚丙烯酰胺PAM溶液， 1g/L (助凝剂)；
HCl溶液(化学纯) ：浓度10%；
NaOH溶液(化学纯) ：浓度10%。
实验内容：
预实验:
一方面要对水样性质进行检测，测定水样温度、pH以及浊度。
同种水样，不同混凝剂混凝效果实验
认真理解混凝实验搅拌仪用法。
对水样进行彻底搅拌，避免底部有沉积物。
取六杯水样，每一杯1000ml，并按照1,1,2,2,3,3标号。拟定六杯水样特性，分别测定每一杯水样浊度、pH值、温度。在测定浊度时，每份水样测定三次，取其平均值。且每次测定前应摇匀水样，避免因取样后颗粒物在烧杯中继续沉淀而影响测量成果，导致测定值与实际浊度相比偏小；每次测定后使用蒸馏水清洗测定管，避免水样被污染，提高精确度。
相似标号为一组，将三组水样放在搅拌仪上。每组水样其中一种为实验组，另一种为对照组。
在50r/min转速下，，保持迅速搅动30s后静置2min，与同组水样对照组进行对比观测，直至浮现矾花为止。记录此时混凝剂合计投加量，即作为该种混凝剂最小投加量。
记录数据，比较不同混凝剂在当前实验温度下最小投加量，即可比较出不同混凝剂效果。
某一水样，拟定某种混凝剂最佳投加量
1. 认真理解混凝实验搅拌仪用法。
2. 重复实验一环节，选取一种混凝剂，拟定该种混凝剂形成矾花所用最小混凝剂量。
3. 将原水样彻底搅拌，用6个1000mL烧杯，分别放入1000mL原水，并测定每一杯水