污染控制工程实验指导书(环境科学)..docVIP

环境科学专业环境工程学（A）实验指导书 实验项目名称：实验一 混凝实验 实验项目性质：验证性实验 所属课程名称：水污染控制工程工程 实验计划学时：4 一、实验目的：１、通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解。２、选择和确定最佳混凝工艺条件。３、了解影响混凝条件的相关因素。 （4）掌握实验数据的处理和分析方法。 二、实验内容和要求：混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质。混凝过程的完善程度对后续处理，如沉淀、过滤影响很大。我们知道，天然水中存在着大量悬浮物，悬浮物的形态是不同的，有些大颗粒悬浮物可在自身重力作用下沉降；而另一种是胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉降是不能除去的，因为，水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒，胶粒间存在着静电斥力、胶粒的布朗运动、胶粒表面的水化作用，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大，若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子，能加速胶体的凝结和沉降。压缩胶团的扩散层，使电位转变为不稳定因素，也有利于胶粒的吸附凝聚。水化膜中的水分子与胶粒有固定联系，具有弹性较高的粘度，把这些水分子排挤出去需要克服特殊的阻力，这种阻力阻碍胶粒直接接触，有些水化膜的存在决定于双电层状态。若投加混凝剂降低电位，有可能使水化作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质(直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构)，在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用，即使ξ电位没有降低或降低不多，胶粒不能相互接触，通过高分子链状物吸附胶粒，也能形成絮凝体。 消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水力条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。直径较大且较密的矾花容易下沉，自投加混凝剂直至形成矾花的过程叫混凝。 混凝过程最关键的是确定最佳混凝工艺条件，因混凝剂的种类较多，例如，有机混凝剂、无机混凝剂、人工合成混凝剂(阴离子型、阳离子型、非离子型)、天然高分子混凝剂(淀粉、树胶、动物胶)等，所以，混凝条件也很难确定；要选定某种混凝剂的投加量，还需考虑pH值的影响，如pH值过低(小于4)则所投的混凝剂的水解受到限制，其主要产物中没有足够的羟基(OH)进行桥联作用，也就不容易生成高分子物质，絮凝作用较差；如果pH值过高(大于9时)，它又会出现溶解生成带负电荷的络合离子而不能很好地发挥混凝作用的情况。 另外，加了混凝剂的胶体颗粒，在逐步形成大的絮凝体过程中，会受到一些外界因素影响，如水流速度(搅拌速度)、pH值及沉淀时间等等，所以，相关因素也需要加以考虑。 混凝过程分为混合和反应两个阶段，在药剂与废水的混合阶段，对搅拌速度和搅拌时间的要求是高速短时；而在反应阶段则要求低速长时。 三、实验主要仪器设备和材料： 1、实验设备及仪器 (1) 六联搅拌器(1台)； (2) 浊度仪(1台)； (3) 酸度计(1台) 或广泛pH试纸（1---14）； (4) 烧杯(1000ml，200m1各6个)； (5) 量杯(1000ml 1个)； (6) 移液管(1ml，2m1，5ml，10ml各4支)； (7) 注射针筒(50ml 2支)； (8) 温度计(1支)。 2、实验用试剂 (1) 硫酸铝 Al2(SO4)3·18H2O (10g/L)； (2) 三氯化铁 FeCl3·6H2O (10g/L)； (3) 盐酸 HCl (质量分数10％)； (4) 氢氧化钠 NaOH(质量分数10％)； (5) 聚合氯化铝 PAC (10g/L); (6) 聚丙烯酰胺 PAM (1mg/L)。 四、实验方法、步骤及结果测试： 1．混凝剂的确定 在硫酸铝、三氯化铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝四种混凝剂中，确定一种最佳混凝效果的混凝剂及形成矾花的最佳混凝剂的最佳投药量。 (1) 确定原水特征，即测定原水的浊度、温度、pH值，记录在表1中。 (2) 用4支1000m1的烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于混凝仪上。 (3) 分别向4支烧杯中加入FeCl3、A12(SO4)3、PAC、PAM，并每次加1.0ml，同时进行搅拌(中速150r/min，5min)，直到其中一个试样出现矾花，这时记录下每个试样中混凝剂的投加量，并记录在表1中。 (4) 停止搅拌，静止10min。 (5) 用50ml注射针筒抽取上清液，用浊度仪测出三个水样的浊度记录在表1中。 (6) 根据测得的浊度确定出最佳混凝剂及形成矾花的最佳混凝剂的最佳投药量（浊度最小者）。 2．确定混凝剂的最佳投量 (1) 用6支1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于混凝仪上。 (2) 采用实验1中选定的最佳混凝剂，根据形成矾花的最佳混凝剂的最佳投药量，取其1/4作为1号烧杯的混凝投加量，其2倍