14 熊六玲混凝搅拌实验

reviewSESEofSJTU2020/2/12混凝搅拌实验主讲人：熊六玲指导老师：汪爱河2013.4.27SESEofSJTU2020/2/12Contents实验原理2实验步骤4实验目的及要求31实验装置与设备33实验结果讨论6实验结果整理35SESEofSJTU2020/2/12实验目的•通过本实验希望达到下述目的：（1）学会求得一般天然水体最佳的混凝条件（包括投药量，ph值等）的基本方法。（2）加深对混凝机理的理解。SESEofSJTU2020/2/12混凝原理•天然水中存在大量胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的。•分散在水中的胶体颗粒带有电荷（主要是带负电的黏土颗粒），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。向水中投加混凝剂后，由于：（1）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。Fe(OH)3沉淀对胶粒进行网捕SESEofSJTU2020/2/12混凝原理•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。•整个混凝过程可分三个阶段：混合、絮凝和沉淀。前两个阶段中水利条件的配合非常重要。混合阶段：要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成；絮凝阶段：搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，以免结大的絮凝体被打碎；沉淀阶段：停止搅拌，静置。矾花与水分离形成矾花胶体脱稳SESEofSJTU2020/2/122020/2/12实验装置设备与试剂ZR4-6型混凝试验搅拌机1台2100P便携式浊度计1台温度计酸度计1个烧杯1000mL12个，量筒1L1个洗瓶，洗耳球，玻璃棒，擦镜纸移液管1、2、5、10mL各1支主要装置设备试剂三氯化铁溶液硫酸铝溶液浓度10g/L盐酸溶液氢氧化钠溶液浓度10%聚合氯化铝溶液10g/LSESEofSJTU2020/2/12实验步骤最小投药量通过慢速搅拌原水，每次增加0.5mL混凝剂，直至出现矾花为止。此时投药量即为形成矾花的最小投药量。最佳投药量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。最佳pH值按照最佳投药量，在上面得到最佳投药量所选定搅拌速度变化方式下，求出混凝最佳pH值。SESEofSJTU2020/2/12实验步骤•确定原水特征，测定：–原水水样浊度、pH值、温度（从搅拌机直接读取）。•确定形成矾花所用的最小混凝剂量。–方法：通过慢速搅拌（或50r/min）)烧杯中200mL原水，并每次增加0.5mL混凝剂投加量，直至出现矾花为止。此时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。–用以确定最佳投药量实验中各烧杯中混凝剂投药量范围。SESEofSJTU2020/2/12实验步骤•确定最佳投药量–用6个1000mL烧杯，分别放入800mL原水，置于搅拌机平台上。–确定实验时的混凝剂投加量。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号加药管中。–启动搅拌机，同时加药，快速搅拌半分钟（转速约300r/min）；中速搅拌5分钟（转速约100r/min）；慢速搅拌10分钟（转速约50r/min）。此时注意观察矾花的形成情况，如形成快慢、大小及松散密实程度。•若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。–关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，观察矾花沉淀过程。–静沉结束后，分别取出100mL上清液放入200mL烧杯内，并分别用浊度仪测出剩余浊度，立即用浊度仪测定浊度，并记录。SESEofSJTU2020/2/12实验步骤•确定最佳pH值–用6个1000mL烧杯，分别放入800mL原水，置于搅拌机平台上。–调整原水pH值，用移液管依次向1号、2号装有水样的烧杯中分别加入1.0、0.5mL10％浓度的HCl。依次向4号、5号、6号装有水样的烧杯中分别加入0.5、1.0、1.5mL10％浓度的NaOH。–启动搅拌机，快速搅拌半分钟（转速约300r/min），随后从各烧杯中分别取出50mL水样放入烧杯，用pH仪测定各水样pH值，并记录。–按照前面最佳投药量实验中所得出的最佳投药量，向1-6号加药管中加入混凝剂。–再次启动搅拌机，步骤同确定最佳投药量中的（3）、（4）、（5）。SESEofSJTU2020/2/12注意事项•本实验中需要注意以下一些问题：–整个实验采用同一水样，取水样时搅拌均匀，一次量取，并在倒入烧杯时不断摇匀，以保证各水样水质相同。–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。因此，在对实验搅拌机进行程序设置时，在混凝搅拌前设置加药程序，以保证同时加药。–加药结束后，要迅速充分冲洗加药管，一并倾倒入烧杯中，以免药剂沾在加药管上，影响投药量的精确度。但冲洗所用水量不宜过多。–在絮凝搅拌过程和矾花沉淀过程中，注意观察矾花的形成和变化，以及沉淀情况，更好的了解掌握混凝机理。–在最佳pH实验中，用来测定pH的水样，仍倒入原烧杯中。–在测定水的浊度，打开放水阀放取上清液时，应避免扰动已沉淀的絮凝体。同时，各烧杯尽量同时放取，时间间隔尽量小。SESEofSJTU2020/2/12实验结果整理•最佳投药量实验结果–把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后剩余浊度记入表。–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。第2小组姓名向星实验日期：2013.4.13混凝剂：FeCl3混凝剂浓度：10g/L原水浊度210mg/L原水pH6.4原水温度25℃水样编号123456混凝剂投加量（mg/L）1.22.43.64.86.07.2矾花形成快慢706962605245沉淀水浊度(NTU)7.46.14.23.64.85.2SESEofSJTU2020/2/12实验结果整理•最佳pH值实验结果–把原水特征、混凝剂加注量，酸碱加注情况，沉淀水浊度记入表。–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。第2小组姓名向星实验日期：2013.4.13混凝剂：FeCl3混凝剂浓度：10g/L原水浊度210mg/L原水pH6.4原水温度25℃6水样编号123456HCl（mL）7.51.510.5--NaOH（mL）-----0.2pH值4.35.46.27.489.3沉淀水浊度(NTU)752336混凝剂投加量（mL)4.84.84.84.84..84.8SESEofSJTU•1.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，如图。SESEofSJTU2020/2/12实验结果计算及曲线•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，如图。0246845678910浊度与pH值关系曲线pH值沉淀水浊度SESEofSJTU2020/2/12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。•当混凝剂投加量小于最佳投加量时，混凝剂投加的越多，沉淀水浊度越小。•当混凝剂投加量大于最佳投加量时，混凝剂投加的越多，沉淀水浊度越大。•当混凝剂为最佳投加量时，沉淀水浊度最小。SESEofSJTU2020/2/12