混凝实验设计方案

混凝实验设计方案设计人员：张泽于石飞龙指导老师：周子鹏一、方案要求1.准备好实验设备和仪器2.准备好实验试剂，计算好实际用量3.设计好实验表格4.写好详细的实验步骤5.认真做实验6.数据处理二、实验设备、仪器1.调速六联搅拌机1台2.500ml矿泉水瓶6只3.100ml烧杯8只4.5ml移液管1只5.1ml移液管1只6.取样管1只7.吸耳球1个8.温度计（0-50℃）1只9.500ml量筒1个10.浊度仪（或分光光度计）1台11.酸度计1台12.注射筒（50ml）1只三、实验试剂及用量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂。三氯化铁（10g/L），最大用量1g盐酸（10%）氢氧化钠（10%）阴离子聚丙烯酰胺（待定），最大用量1g四、详细实验步骤1、确定混凝剂和助凝剂的最小投加量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂（1）测定原水特征，即测定原水的浊度、温度、pH值，记录在表1中。表1原始数据原水浊度原水温度原水pH矾花形成时投混凝剂最佳量（2）用一个500ml的烧杯，取200ml原水，并将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。（3）向烧杯中加入氯化铁，每次加入1.0ml，同时进行搅拌（中速150r/min，5min），直至出现矾花，在表1中记录投加量。（4）停止搅拌，静止10min。（5）根据测得的浊度确定最小投加量，助凝剂的最小投加量是零。2、确定混凝剂的最佳投加量（1）用6个1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。（2）将混凝剂按不同投量（依次按最小投量的25%~100%的剂量）分别加入到800ml原水样中，利用均分法确定此组实验的六个水样的混凝剂投加量，记录在表2中。表2氯化铁投加量的最佳选择实验水样编号123456混凝剂加注量剩余浊度（NTU）1234（3）启动搅拌机，快速搅拌300r/min，0.5min；中速搅拌150min，5min；慢速搅拌70r/min，10min。（4）搅拌过程中，注意观察矾花的形成过程。停止搅拌，静止沉淀10min，然后用50ml注射筒分别抽出6个烧杯中的上清液，同时用浊度仪测定水的剩余浊度，记录在表2中。3、确定助凝剂最佳投加量（1）实验条件及方法按《给水处理》和《水处理工程理论与应用》中介绍的凝聚试验方法，模拟净水生产工艺的混合搅拌条件，搅拌转速为150r/min、搅拌时间3min，絮凝反应搅拌条件，搅拌转速为50r/min、搅拌时间10min，观察并记录矾花形成情况，静止沉淀10min，同时观察并记录矾花沉淀情况的和检测上清液浊度及pH值。当原水出现常规净水方法不能净化处理的情况时，首先应进行最优投矾量试验，选出最佳投矾量，然后进行模拟净水生产的助凝沉降试验，最后将助凝试验结果运用到净水生产实际中。表3固体聚丙烯酰胺最佳投加量试验杯号投加量（mg/L)矾花描述上清液浊度（NTU）上清液pH1——20.0130.0340.0650.1060.3070.6081.00注：原水浊度：NTU；pH值：；温度：℃固体氯化铁投加量：mg/L。（2）实验结果1）聚丙烯酰胺最佳投加量从表3的结果表明：聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，其最佳投加量是mg/L之间。在净水生产实际应用中也证明了投加量少于0.03mg/L时它的助凝效果不显著。超过0.4mg/L时它的助凝作用过快，形成的矾花粒特大，易造成大量的污泥沉积在反应池的后部和沉淀池的前部，沉淀池的长度和面积不能充分利用和影响反应沉淀效果。2）助凝剂最佳投加点聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，它的投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键（见表4）表4助凝剂最佳投加点实验杯号投加量（mg/L)矾花描述混液面沉速（mm/s)上清液浊度（NTU）上清液pH值11321038465462表4的试验结果和我们在净水生产中实际应用结果表明：在絮凝反应总时间的1/2至2/3之间加入聚丙烯酰胺可获得最佳助凝沉淀效果。如果和混凝剂同时投加则毫无助凝效果；如果在絮凝反应总时间的前或后1/3的时间时里加入，其助凝效果都不显著，过早加入，细小的矾花未形成，过迟加入其聚合网捕作用时间不充分。所以过早或过迟投加聚丙烯酰胺它的助凝效果都无法发挥。4、最佳pH的影响（1）用6支1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于搅拌机上。（2）调整原水pH值，用移液管依次向1、2、3号装有原水的烧杯中，分别加入2.5ml、1.5ml、1.0mlHCl，再向4、5、6号装有原水的烧杯中，分别加入0.2ml、0.7ml、1.2mlNaOH。（3）启动搅拌机，快速搅拌300r/min,0.5min，随后停机。从每只烧杯中取50ml水样，依次用pH仪测定各水样的pH值，记录在表5中。表5pH最佳值的选择实验数据水样编号123456投加质量分数10%的HCl（ml）2.51.51.0投加质量分数10%的NaOH(ml)0.20.71.2pH值混凝剂投加量剩余浊度123平均（4）用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混凝剂，投加剂量按实验最佳投加量算。（5）启动搅拌机，快速搅拌300r/min，0.5min；中速搅拌150min，10min；慢速搅拌70r/min，10min，停机。（6）静止10min，用50ml注射筒分别抽取6个烧杯中的上清液（共抽三次约150ml）放入200ml烧杯中，同时用浊度仪测定水的剩余浊度，记录在表5中。附录一：GDS-3型光电浊度仪使用说明--操作步骤l.预热。接通电源，将电路部分及光源灯预热15—30分钟。2.测定低浊度（0—30度）。用低浊度水样槽（长水样槽）测试。2.1用零度浊度水将仪器凋零把零度浊度水注入低浊度水样槽至水位线，然后将水样槽放入仪器测量槽内（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，缓慢地旋转微调，将表针调至右端零刻度处，即可取出水样槽。同时记下指针向左偏离零位的刻度值，以便仪器有另漂现象时，可参照此刻度来校准零位，而无需再用零度水重复上述校准过程。2.2将被测水样注入水样槽至水位线，然后放入仪器测量槽内（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，可直接读数。3.测定高浊度（20—100度）。用高浊度水样槽（短水样槽）。3.1将零度水注入高浊度水样槽至水位线，然后把20度基准板对着水样槽有号码一端插入，将水样槽放入测量槽中间（将有20度基准板的一面对着测量槽右端）盖上盖子，缓慢地旋转微调，将仪表指针调至右端20度刻度值上。取出水样槽，并记下此时指针向左偏离基准的刻度值，以便有另漂现象时，参照此刻度值来校准仪器，无需再用零度水重复上述校准过程。3.2取下20度基准板，将被测水样注入水样槽至水位线，然后将水样槽放入测量槽中间，（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，可直接读数。3.3当浑浊度超过100度时，可用零度水进行稀释后，再进行测定。附录二：PHS-2C酸度计使用方法1．器使用前的准备：将复合电极按要求接好，置于蒸馏水中，并使加液口外露。2．预热：按下电源开关，仪器预热30分钟，然后对仪器进行标定。3．仪器的标定（两点标定）：（1）按下pH键，斜率旋钮调至100%位置。（2）将复合电极洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入pH7的标准缓冲溶液中，温度旋钮调至标准溶液的温度，搅拌使溶液均匀。按下读数开关，调节定位旋钮使仪器指示值为标准该缓冲溶液的pH值。（3）把电极从pH7的标准缓冲溶液中取出，用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后，放入另一标准缓冲溶液中，按下读数开关，调节斜率旋钮使仪器指示值为标准该缓冲溶液的pH值。（4）按（2）的方法再测pH7的标准缓冲溶液的pH值，但注意此时斜率旋钮维持不动，仪器标定结束。4．测量pH值：将电极移出，用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，表针指示值加上范围旋钮指示值即是该溶液的pH值。5．测量电极电位：（1）将所需的离子选择性电极和参比电极按要求接好，按下mV键。（2）将电极用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，表针指示值加上范围旋钮指示值之和乘以100即是该溶液的电极电位值，单位为：mV。注意：（1）注意保护电极，防止损坏或污染。（2）电极插入溶液后要充分搅拌均匀（2~3min），待溶液静止后（2~3min）再读数。（3）复合电极和饱和甘汞电极补充参比补充液，复合电极的外参比补充液是3M的氯化钾溶液，饱和甘汞电极的电极补充参比补充液是饱和氯化钾溶液。电极的引出端，必须保持干净和干燥，绝对防止短路。（4）离子选择性电极使用之前要用蒸馏水浸泡活化。（5）仪器标定好后，不能再动定位和斜率旋钮，否则必须重新标定。