实验报告-利用混凝沉淀和吸附对受污染地表水进行处理

利用混凝沉淀和吸附对受污染地表水进行处理一实验目的1混凝、吸附方法对污水进行间歇性处理的技术参数确定。2对污水物理处理制定初步的技术方案。二实验原理较浑浊并带有臭味的地表水中通常会含有不易自由沉淀的胶体态颗粒和有机物厌氧降解的小分子物质，利用混凝沉淀和活性炭吸附可很好的对这两种污染物进行去除，混凝可使胶体颗粒凝聚成大颗粒下沉与分离，活性炭可吸附臭味的小分子有机物，经过这两种方法处理后，地表水可变澄清并消除臭味。但对于具体的污染水样，需要确定混凝剂的最佳投加量、混凝反应的pH、水流速度梯度及最佳活性炭的用量和吸附反应时间。三实验装置与设备1实验设备及仪器仪表混凝试验搅拌机ZR4-6型1台分光光度计1台酸度计pH－3型1台烧杯1L6个，100mL6个，200mL6个量筒1000mL、500mL各1个移液管1、2.5、10mL各2支注射针筒：100mL、50mL各2个、温度计、秒表、卷尺等。抽滤装置及滤膜康氏振荡器一台。250mL的塑料瓶6个。COD测定分析成套装置6套。25L带盖扁塑料桶2个，80L圆形敞口塑料桶1个。2实验药品聚合氯化铝[A12(OH)mC16-m]、盐酸HCI、氢氧化钠NaOH分别配制成10g/L水溶液。粉末活性炭80℃烘24小时。COD测定药品及配制溶液。受污染河涌水（COD100）四实验步骤1取广州较典型污染河涌水50L，在白色塑料桶中静沉2天，砂粒等较粗大颗粒沉入底部，取上层水测定其浊度和COD（测定方法见附录）、pH、温度。2选择聚合氯化铝作为混凝剂对其进行混凝沉淀处理，通过混凝实验确定混凝剂最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度3个参数。（1）最佳投药量实验步骤1）．形成矾花所用的最小混凝剂量，取200mL水样于1L烧杯中，在搅拌机上进行慢速搅拌(40r/min)，向其中分次投加混凝剂聚合氯化铝溶液，从0.5mL开始，每次增加0.5mL直至出现矾花为止，记录混凝剂投加总量即是形成矾花的最小投加量。2）．用6个1L的烧杯，分别放入1L原水，然后编号，置实验搅拌机平台上，根据形成矾花最小混凝剂投加量，取其1／4作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量，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号烧杯中。3）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟、转速约250r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min；慢速搅拌6分钟、转速约40r/min。4）．关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL)放入200mL烧杯内，立即用分光光度计测定浊度，(每杯水样测定三次)，记入表1-1中，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，从图上求出最佳混凝剂投加量。(2)最佳pH值实验步骤(该实验不做）1）．取6个1000mL烧杯分别放入1000mL原水，置于实验搅拌机平台上。2）．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。3）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约250r/min。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值记入表1-2中。4）．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)．5）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约250r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min慢速搅拌6分钟，转速约50r/min。6）．关闭搅拌机，静置5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL放入200mL烧杯中，立即用分光光度计测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表1-2中，求出浊度降低最多的pH即最佳pH，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，从图上求所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适用范围。(3)混凝阶段最佳速度梯度实验步骤1）按照最佳混凝pH值和投药量，分别调整6个装有1000mL水样的烧杯中的pH和投加混凝剂，置于实验搅拌机平台上；2）．启动搅拌机快速搅拌1分钟，转速约250r/min。随即把其中5个烧杯移到别的搅拌机上，1号烧杯继续以20r/min转速搅拌20分钟。其它各烧杯分别用55r/min、90r/min、125r/min、160r/min、200r/min搅拌20分钟：3）．关闭搅拌机，静置10分钟，分别用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL)放入200mL烧杯中，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表1-3中；4）．测量搅拌桨尺寸。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，从曲线求出所加混凝剂混凝阶段适宜的G值。3用3个1L烧杯盛装3L原水按所求得最佳混凝剂投加量、pH、速度梯度进行混凝处理，混凝沉淀后水样抽滤去除沉淀物，滤液进行吸附处理实验。4滤液吸附处理参数确定1）在6个250mL的塑料瓶中分别投加0、50、100、150、200、250mg粉状活性炭。2)在每个塑料瓶中投加同200mL的滤液。3)测定水温，将塑料瓶放在振荡器上振荡60分钟，基本达到吸附平衡。4)过滤各塑料瓶中的污水，测定其剩余COD值，填入记录表2-1。利用用弗罗因德利希(F'reundLich)eeCnkqlg1lglg对平衡浓度Ce和吸附容量qe进行数据拟合回归，求出参数k和n，得出所使用活性炭对水样中有机物的吸附等温线方程，计算若使经混凝过滤后1L水样中COD降低60%所需活性炭投加量。5对1L混凝过滤后的水样按计算量投加活性炭进行吸附处理，利用混凝搅拌机进行快速搅拌1小时后沉淀，测定上清液COD，确定去除率。五实验记录表1-1水样最佳混凝剂投加量实验记录序号初始浊度混凝后浊度浊度去除率混凝剂投加量10.0590.0549.55%1.020.0590.04426.40%2.430.0590.03245.51%3.840.0590.02655.62%5.250.0590.02066.29%6.660.0590.00394.94%8.0结果分析：由上数据可知随着混凝剂投加量的增加，沉淀水的浊度逐渐降低。试验中混凝剂最大投加量尚未达到去除100%的悬浮物，因而可知该实验中混凝剂的最大投加量应该大于8.0ml/L。表1-1水样最佳混凝速度梯度实验记录序号初始浊度混凝后浊度浊度去除率速度梯度10.0590.03255.06%4.620.0590.01287.64%15.930.0590.01484.83%35.040.0590.01189.89%54.550.0590.01091.57%75.960.0590.01976.40%102.5结果分析：根据上表和关系曲线，不难看出，最佳的混凝水流速度为75.9r/min，超过此速度后，混凝的浊度去除率下降。表2-1水样吸附实验记录序号原废水吸附平衡后污水体积（mL）活性炭投加量(mg)单位活性炭COD吸附量：qe（mg/mg）COD(mg/L)水温（℃）COD(mg/L)：Ce水温（℃）1160.6721160.6721200002160.6721164.672120050-0.023160.6721132.00212001000.064160.6721240.3321200150-0.115160.6721180.6721200200-0.026160.6721211.0021200250-0.04结果分析：比较吸附前后所得的COD值，发现除了第3个实验组是有所下降的，其他4组都明显升高了，而且不成比例升高。导致数据异常的原因可能是测定COD的过程中出现某些差错，例如消煮时间不统一；也可能是，过滤上清液过程中，残留了较多的活性炭粒子，以致把活性炭中的还原性物质也消煮进来了。六注意事项：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，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。七实验收获和体会。由于实验任务比较繁重，实验时间也较长，实际操作过程中自然对我们的实验小组也提出了很高的要求。一方面小组组员必须明确分工，确保每个人都要参与其中，并且为其负责；另一方面，需要对整个实验有一个全面的把握，合理规划任务，分清各项任务的注意点。在这个过程，我们学会了团队合作，懂得依靠每个人顺利完成任务；同时也学会了统筹兼顾，合理分配时间，分配任务，保证实验的顺利完成。通过这次的实验，我们进一步提升了实验的技能，培养了严谨的实验思维。实验过程中，我们重温课堂上水污染的混凝吸附理论，加深了水污染一级处理的印象，巩固了知识。同时，通过各项实验操作，也提高了我们实验操作水平。