混凝沉淀實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)名稱：混凝沉淀實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)觀察混凝現(xiàn)象、加深對(duì)混凝沉淀理論的理解；2、掌握確定最佳投藥量的方法，選擇和確定最佳混凝工藝條件；3、了解影響混凝條件的相關(guān)因數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理1.混凝作用原理 包括三部分：1）壓縮雙電層作用；2）吸附架橋作用；3）網(wǎng)捕作用。這三種混凝機(jī)理在水處理過程中不是各自孤立的現(xiàn)象，而往往是同時(shí)存在的，只不過隨不同的藥劑種類、投加量和水質(zhì)條件而發(fā)揮作用程度不同，以某一種作用機(jī)理為主。對(duì)高分子混凝劑來說，主要以吸附架橋機(jī)理為主。而無機(jī)的金屬鹽混凝劑則三種作用同時(shí)存在。膠體表面的電荷值常用電動(dòng)電位表示，又稱為Zeta電位。 一般天然水中的膠體顆粒的Zeta電位約在

2、-30mV以上，投加混凝劑之后，只要該電位降到-15mV左右即可得到較好的混凝效果。相反，當(dāng)電位降到零，往往不是最佳混凝狀態(tài)。因?yàn)樗械哪z體顆粒主要是帶負(fù)電的粘土顆粒。膠體間存在著靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)，膠粒表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大，若向水中投加混凝劑能提供大量的正離子，能加速膠體的凝結(jié)和沉降。2.混凝劑 向水中投加的能使水中膠體顆粒脫穩(wěn)的高價(jià)電解質(zhì)，稱之為“混凝劑”?；炷齽┛煞譃闊o機(jī)鹽混凝劑和高分子混凝劑。水處理中常用的混凝劑有：三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱PAC）、聚丙烯酰胺等。本實(shí)驗(yàn)使用PAC，它是介于AlCl3 和Al(OH)3 之間的一種

3、水溶性無機(jī)高分子聚合物，化學(xué)通式為Al2(OH)nCl(6-n)m其中m代表聚合程度，n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。3.投藥量 單位體積水中投加的混凝劑量稱為“投藥量”，單位為mg/L?；炷齽┑耐都恿砍c混凝劑品種有關(guān)外，還與原水的水質(zhì)有關(guān)。當(dāng)投加的混凝劑量過小時(shí)，高價(jià)電解質(zhì)對(duì)膠體顆粒的電荷斥力改變不大，膠體難以脫穩(wěn)，混凝效果不明顯；當(dāng)投加的混凝劑量過大時(shí)，則高價(jià)反離子過多，膠體顆粒會(huì)吸附過多的反離子而使膠體改變電性，從而使膠體粒子重新穩(wěn)定。因此混凝劑的投加量有一個(gè)最佳值，其大小需要通過試驗(yàn)確定。4.影響混凝作用的因素 投藥量、水中膠體顆粒的濃度、水溫、水的pH值等。5.濁度儀 濁度是表現(xiàn)水中懸

4、浮物對(duì)光線透過時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。水中含有泥土、粉塵、微細(xì)有機(jī)物、浮游動(dòng)物和其他微生物等懸浮物和膠體物都可使水中呈現(xiàn)濁度。濁度儀采用90°散射光原理。由光源發(fā)出的平行光束通過溶液時(shí)，一部分被吸收和散射，另一部分透過溶液。與入射光成90°方向的散射光強(qiáng)度符合雷萊公式，在入射光恒定條件下，在一定濁度范圍內(nèi)，散射光強(qiáng)度與溶液的混濁度成正比。因此，我們可以通過測(cè)量水樣中微粒的散射光強(qiáng)度來測(cè)量水樣的濁度。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑1.儀器（1）濁度儀一臺(tái)（SGZ-2數(shù)顯濁度儀，上海悅豐儀器儀表有限公司）（2）混凝試驗(yàn)攪拌儀（MY3000-6普通型混凝試驗(yàn)攪拌儀，潛江梅寧儀器有限公司）（3）電

5、子天平（賽多利斯科學(xué)儀器，北京有限公司）（4） 沉淀桶（600mL燒杯）6個(gè)；（5） 100mL取樣瓶6個(gè)；（6）乳膠管或塑料軟管（直徑58mm）1520cm；（7） 100mL燒杯1個(gè)；（8） 100mL量筒1個(gè)；（9） 500mL量 筒1個(gè)；（10） 10mL 量筒 1個(gè)；2.實(shí)驗(yàn)試劑混凝劑：聚合氯化鋁PAC； 原水（制備工作已由實(shí)驗(yàn)員完成）；自來水四、 實(shí)驗(yàn)步驟1） 制備原水：事先用高嶺土配制濁度為50 NTU左右的渾水，靜沉1天以上，取上清液備用。（已由實(shí)驗(yàn)員完成）2） 用電子天平稱取混凝劑（PAC）3g溶于1L自來水中，濃度為3g/L。3） 取600mL原水倒入與攪拌儀配套的沉淀桶中

6、。共六個(gè)沉淀桶。4） 根據(jù)原水體積，按照投加量80、120、160、200、300、400mg/L計(jì)算加藥量，并換算成混凝劑溶液的體積量。換算后，混凝劑溶液的體積分別為：16、24、32、40、60、80mL。5） 設(shè)置攪拌儀程序：（1）轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分，攪拌1.5 min ；（2）轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分，繼續(xù)攪拌5 min；（3）轉(zhuǎn)速60 轉(zhuǎn)/分，繼續(xù)攪拌5 min；（4）轉(zhuǎn)速0轉(zhuǎn)/分鐘，沉淀15min6） 用量筒量取步驟（3）計(jì)算的混凝劑量，快速加入沉淀桶中。貼好標(biāo)簽，將六個(gè)沉淀桶放置在攪拌儀上。7） 開啟攪拌儀，按照設(shè)定程序運(yùn)行。（注意觀察各個(gè)沉淀桶的絮凝沉淀情況）8） 程序結(jié)束后，打開沉淀桶

7、的小閥門，取每個(gè)沉淀桶中上清液50100mL于清洗好的試管中。9） 用濁度儀測(cè)定上清液濁度并進(jìn)行記錄（速度要快；使用前要調(diào)零；待濁度儀示數(shù)較穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)）五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄及處理表.不同加藥量溶液的濁度加藥量mg/L80120160200300400PAC溶液體積/mL162432406080濁度/NTU8.233.302.202.434.70110.00以投藥量為橫坐標(biāo)，上清液濁度為縱坐標(biāo)繪制不同混凝劑混凝沉淀圖，從圖中求出最低濁度時(shí)混凝的投加量。圖.不同混凝劑混凝沉淀圖從以上作圖結(jié)果可以看出，以四次方的多項(xiàng)式擬合效果較好（R2=1），當(dāng)溶液的濁度達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的投藥量約為255mg/L，即

8、該原水的最佳投藥量為255mg/L。六、結(jié)果與討論1.實(shí)驗(yàn)時(shí)，在攪拌過程中發(fā)現(xiàn)不同沉淀桶中呈現(xiàn)的顏色深淺不一，形成的絮狀顆粒大小也不同。這說明，不同加藥量會(huì)對(duì)混凝效果產(chǎn)生不同影響。2.實(shí)驗(yàn)中，600mL原水未用量筒進(jìn)行量取，而是直接根據(jù)沉淀桶上的刻度進(jìn)行添加。沉淀桶上的刻度相對(duì)不精確，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。3.測(cè)定上清液的濁度時(shí)，發(fā)現(xiàn)若是測(cè)定速度較慢，不同溶液的沉淀時(shí)間就不平行。較晚測(cè)定的溶液沉淀時(shí)間較長(zhǎng)，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度也會(huì)造成影響。4.測(cè)定濁度時(shí)發(fā)現(xiàn)濁度儀的示數(shù)不穩(wěn)定，波動(dòng)較大。造成該結(jié)果的原因可能是由于靜置沉淀的時(shí)間不夠長(zhǎng)，溶液中的顆粒還處于較為劇烈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣測(cè)得光源被散

9、射的散射光強(qiáng)度就會(huì)有較大變化，導(dǎo)致濁度儀示數(shù)不穩(wěn)定。5.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以使用不同次冪的多項(xiàng)式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合。本實(shí)驗(yàn)用四次冪或五次冪的多項(xiàng)式進(jìn)行擬合時(shí)，R2都等于1。而用三次冪的多項(xiàng)式進(jìn)行擬合的R2則等于0.9999。根據(jù)觀察擬合曲線的情況，選擇以四次冪多項(xiàng)式擬合。最佳投藥量是根據(jù)曲線進(jìn)行估計(jì)的，并未進(jìn)行精確地計(jì)算。這樣得出的結(jié)果可能會(huì)存在一定的偏差。六、思考題1.選擇混凝劑種類及確定其投加量時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)和濃度。如水中污染物主要呈膠體狀態(tài)且電位較高則營先投加無機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚；如絮體細(xì)小，還需投加高分子混凝劑或配合使用活性硅酸等助凝劑。同時(shí)，用于水處理的混凝劑要求混凝效果好，對(duì)人類健康無害，價(jià)廉易得，使用方便。對(duì)于混凝劑投加量的確定，主要考慮水中微粒種類、性質(zhì)和濃度以及混凝劑品種、投加方式、介質(zhì)條件等。對(duì)任何廢水的混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問題，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。2.混凝操作過程中應(yīng)注意哪些問題？1）取原水時(shí)要攪拌均勻，要一次量取以盡量減少所取原水濃度上的差別。 2）混凝包括混合與凝聚，混合過程（即混凝劑剛加入水中的混合過程）要求快速避