2021.03.11
实验一 混凝沉淀实验
时间：2021.03.11 创作：欧阳音 1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)的基本方法；
2. 加深对混凝机理的理解。 2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
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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。 3实验装置与设备 3.1 实验装置
混凝实验装置主要是六联搅拌机。搅拌机上装有电机调速设备。 3.2 实验设备及仪器仪表 1. 混凝试验搅拌仪(MY3000-6)1台 2. 浊度仪(2100N)1台 3. 数显pH计(FE20/EL20)1台 4. 温度计 刻度0~100 ºC 1支
5.精制硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O国药集团北京化学试剂有限公司
6.三氯化铁FeCl3·6H2O国药集团北京化学试剂有限公司 4实验步骤
混凝实验分为最佳投药量、最佳pH 值三部
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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，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.Al2(SO4)3·18H2O浓度10gL； 2.FeCl3·6H2O浓度10gL； 3. HCI 10% (v/v)； 4. NaOH 10% (w/v)。 4.1 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。
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烧杯中50mL原水，并每次增加0.2mL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. 在实验杯中放入100mL原水，置于实验搅拌器平台上。
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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号实验杯混凝剂投加量，取其2倍作为6号实验杯混凝剂投加量，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号实验杯中。
5. 启动搅拌器，快速搅拌0.5 min、转速约300 rpm，中速搅拌6 min，转速约100rpm；慢速搅拌6 min、转速约50rpm。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. 静止沉淀5 min，关闭搅拌器，用60mL注射针筒抽出实验杯中的上清液(共约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度。 4.2 最佳pH值实验步骤
1. 在实验杯中分别放入150mL原水，置于实验搅拌器平台上。
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、2、3号实验
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杯中分别加入2、1.0、0.5mL 10%的HCl。依次向4、5、6号实验杯中分别加入0.5、1.0、2mL 10%的NaOH。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0.5 min，转速约300rpm。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。测试后将溶液倒回相应的实验杯中。
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)。
6. 启动搅拌器，快速搅拌0.5 min，转速约300rpm；中速搅拌6 min，转速约100rpm；慢速搅拌6 min，转速约50rpm。
7. 静止沉淀5 min，关闭搅拌器，用60mL注射针筒抽出实验杯中的上清液(共约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度。 4.3 混凝阶段最佳速度梯度实验步骤
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1. 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，分别向实验杯中加入相同剂量的HCl(或NaOH)和混凝剂，置于实验搅拌器平台上。
2. 启动搅拌器快速搅拌1 min，转速约300 rpm。随即把其中5个实验杯移到别的搅拌器上，1号实验杯继续以20rpm搅拌20 min。其它各烧杯分别用55、90、125、160、200 rpm搅拌20 min。
3. 静止沉淀5 min，关闭搅拌器，用60mL注射针筒抽出实验杯中的上清液(共约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度。 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，
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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。 5实验结果整理
5.1 最佳投药量实验结果整理
1. 记录原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的剩余浊度。
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。 5.2 最佳pH值实验结果整理
1. 记录原水特征、混凝剂加注量，酸碱加注情况，沉淀水浊度。
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。
5.3 混凝阶段最佳速度梯度实验结果整理 1. 记录原水特征、混凝剂加注量pH值、搅拌速度记入表。
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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。 6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? 实验结果原始记录 实验名程：混凝沉淀实验 姓名：实验日期： 组员：
混凝剂： 混凝剂贮备液浓度：
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
编号 1 2 3 4 6 5 -1
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投药量(mg L-1) 投药量(mL) 初矾花时间 矾花沉淀情况 剩余浊度(NTU) -1
最佳投药量(mg L)：
表1-2最佳pH
编号 10% HCl (mL) 10% NaOH (mL) 水样pH 剩余浊度(NTU) 1 2 3 4 6 5 最佳pH：
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