水處理實驗混凝

1、水處理實驗設(shè)計污水的混凝處理實驗一、實驗?zāi)康臑榱松钊肓私庑跄碚撛谒幚眍I(lǐng)域的應(yīng)用和進一步掌握絮凝劑的特性，針對污染水體進行絮凝沉淀處理實驗，觀察絮凝沉淀過程并探討絮凝劑在水處理過程中的最佳添加量。二、實驗要求1、要求認識幾種絮凝劑，掌握其配制方法。2、觀察水處理過程中的絮凝現(xiàn)象，從而加深對絮凝理論的理解。3、認識絮凝理論對污染水處理的重要意義。三、實驗原理所謂絮凝劑或者混凝劑是指：凡是能使水溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀沉淀的水處理劑。天然水或工業(yè)污水水中除了含有泥砂、顆粒很細的塵土、腐殖質(zhì)、淀粉、纖維素、細菌、藻類等微生物。這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒，由于布朗運動和靜電排

2、斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，通常不能利用重力自然沉降的方法除去，必須加入絮凝劑以破壞溶膠的穩(wěn)定性，使細小的膠體微粒凝聚再絮凝成較大的顆粒而沉淀。絮凝機理一般有三種：（1）電解質(zhì)對雙電層的作用（圖1）水中的懸浮物或固體微粒通常呈膠體狀態(tài)分布，它們具有巨大的比表面，可吸附液體中的正離子或負離子或極性分子，使固液兩相界面上的電荷分布不均勻而產(chǎn)生電位差。加入電解質(zhì)，使固體顆粒的表面形成的雙電層有效厚度減少，使范德華引力占優(yōu)勢而達到彼此吸引，最后達到凝聚。（2）吸附架橋作用機理(圖2)當(dāng)加入少量高分子電解質(zhì)時，由于膠粒對高分子物質(zhì)有強烈的吸附作用，高分子長鏈一端吸附在一個膠粒表面上，另一端又被其他

3、膠粒吸附，形成一個高分子鏈狀物。高分子長鏈像各膠粒間的橋梁，將膠粒聯(lián)結(jié)在一起形成絮凝體，最終沉降。（3）沉淀物卷掃作用機理（圖3）當(dāng)水中加入較多的鋁鹽或鐵鹽等藥劑后，在水中形成高聚合度的氫氧化物，可以吸附卷帶水中膠粒而沉淀。圖1 固體微粒的雙電層結(jié)構(gòu)圖2 高分子聚合物的吸附架橋作用圖3沉淀物卷掃作用機理 本次實驗選擇鋁系絮凝劑（硫酸鋁Al2(SO4)3）。鋁離子在水溶液中首先形成水合離子，也可以視為水分子作配位體的絡(luò)合離子，通過水合離子的酸性離解即水解作用生成氫氧化物或羥基絡(luò)離子。然后通過羥基橋聯(lián)作用，把單核絡(luò)合物轉(zhuǎn)化為多核羥基絡(luò)合物，多核絡(luò)離子可通過水解使生成物的電荷降低，羥基數(shù)增加，生成更

4、高級的多核絡(luò)合物。水解和羥基橋聯(lián)作用的交替進行，最終生成聚合度無限大的難溶氫氧化鋁沉淀從而達到絮凝作用。Al2(SO4)3絮凝作用化學(xué)反應(yīng)方程入下：Al2(SO4)3通過水解作用，配位體H2O逐步為OH-置換，生成氫氧化物或羥基絡(luò)離子。羥基絡(luò)離子通過羥基橋聯(lián)作用，把單核絡(luò)合物轉(zhuǎn)化為多核羥基絡(luò)合物。多核絡(luò)離子可通過水解使生成物的電荷降低，羥基數(shù)增加，生成更高級的多核絡(luò)合物水解和羥基橋聯(lián)作用的交替進行，最終生成聚合度無限大的難溶氫氧化鋁沉淀：四、實驗場地、水樣水質(zhì)、儀器設(shè)備及藥品實驗場地：淮陰工學(xué)院化工學(xué)院306實驗室水樣水質(zhì)：污水取至校園水體，水溫屬于常溫水，濁度>10。儀器設(shè)備：1000

5、ml量筒2個；1000ml燒杯6個；100ml燒杯2個；10ml移液管2個；2ml移液管1個；醫(yī)用針筒1根；洗耳球1個；光電濁度儀1臺；六聯(lián)攪拌器1臺。實驗藥品：AL2(SO4)3。五、實驗步驟（1）準(zhǔn)備6個已經(jīng)清洗和用蒸餾水潤洗干凈的塑料瓶（1000mL）到嘉陵江大石橋水段的污水排放口取樣。（2）采樣后，裝瓶，迅速運送回實驗室進行實驗分析。（3）將采樣回的污水均勻混合，用1000 mL量筒分別取6個水樣至6個1000 mL燒杯中，總共六組水樣，依次貼好標(biāo)簽并在標(biāo)簽上一次記錄1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#。（4）將配比濃度(C)為20 g/L的 AL2(SO4)3分別取出 0.5、1

6、.5、2.5、3.0、3.5、4.0mL并分別投入1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#水樣中。（5）將配置好的水樣置于六聯(lián)攪拌器下（攪拌時間和程序已按說明書預(yù)先設(shè)定好）進行攪拌。（6）絮凝實驗攪拌器以500r/min的速度攪拌30s，然后用150r/min速度攪拌5min，最后以80r/min的速度攪拌10 min。（7）攪拌過程中，觀察并記錄“礬花”形成的過程以及“礬花”的外觀、大小、密實程度等。（8）攪拌過程完成后，停機，靜沉15 min，觀察并記錄“礬花”沉淀的過程。（9）靜止15 min后，用醫(yī)用針筒取出上清液，并用濁度儀測出剩余濁度，記入表1中。（10）比較第一組6個水樣的實驗結(jié)

7、果，根據(jù)6個水樣所測得的剩余濁度值，以及水樣絮凝沉淀時現(xiàn)象觀察記錄的分析，對最佳投藥量所在區(qū)間做出判斷，縮小實驗范圍為3.0左右，然后，加藥量取2.5、2.7、2.9、3.1、3.3、3.5 mL的濃度C為20 g/L的AL2(SO4)3。重復(fù)以上實驗步驟。六、原始數(shù)據(jù)記錄絮凝劑的投放量與水樣的剩余濁度的原始記錄見表1，絮凝過程中礬花形成及沉淀過程描述見表2。表1 實驗中各個指標(biāo)的測定數(shù)據(jù)記錄表實驗 編號絮凝劑名稱原水濁度原水溫度原水PH值A(chǔ)L2(SO4)3 (第一次) (第二次) (第一次) (第二次)第一次水樣編號1#2#3#4#5#6#代號aX1X2X3X4b投藥量mL0.5 1.5 2.5 3.0 3.5 4.0 mg/L103050607080剩余濁度沉淀后PH值第二次水樣編號1#2#3#4#5#6#代號aX1X2X3X4b投藥量mL2.32.42.52.62.72.8mg/L464850525456剩余濁度沉淀后PH值表2 實驗過程的觀察記錄表實驗編號觀察記錄小結(jié)水樣編號礬花形成及沉淀過程描述第一次123456第二次123456七、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分別以投