文档介绍：物化实验一混凝
环93第四小组刘梦圆张晨刘作亚吴悦吕晓佟
混凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺研究中不可缺少也是最为关键的前置单元操作环节之一。在原水和废水中都存在着数量不等的胶体粒子,如粘土、矿物质、二氧化硅或工业生产中产生的碎屑等,它们悬浮在水中造成水体浑浊,混凝工艺是针对水中的这些物质处理的过程。混凝可去除的悬浮物颗粒直径范围在:(有时认为在1?m)。1nm~?m通过试验摸索混凝过程各参数的最佳值,对于获得良好的混凝效果至关重要。
一、实验目的
2. 3. 4.
了解混凝的现象及过程,观察矾花的形成。了解混凝的净水作用及主要影响因素。了解助凝剂对混凝效果的影响。
探求水样最佳混凝条件(包括投药种类、投药量、ph值、水流速度梯度等)。
二、实验原理
天然水体中存在大量胶体颗粒,是水产生浑浊的一个重要原因,胶体颗粒靠自然沉淀是不能去除的。胶体的布朗运动、胶体表面的水化作用以及胶体间的静电斥力,使得胶体颗粒具有分散稳定性。
其中因胶体颗粒带有一定电荷,它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。胶体表面的电荷值常用电动电位?表示,又称为zeta电位。zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。一般天然水中的胶体颗粒的zeta电位约在(-30mv)以上。若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子,能加速胶体的凝结核沉降;压缩胶团的扩散层,使电位降到(-15mv)左右而变成不稳定因素,也有利于胶粒的吸附凝聚,即可得到较好的混凝效果。然而当zeta电位降到零,往往不是最佳混凝状态。同时,投加混凝剂后?电位降低,有可能使水花作用减弱,混凝剂水解后形成的高分子物质(一般具有链状结构)在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥的作用,也有利于提高混凝效果;即使?电位没有降低或者降低不多,胶粒不能相互接触,但通过高分子链状物吸附作用,胶粒之间也能形成絮凝体。
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,在一定的水利条件下,才能形成较大的絮凝体,俗称矾花。直径较大密度也较大的矾花容易下沉。
混凝剂的种类以及投加混凝剂的多少,直接影响混凝效果。水质是千变万化的,最佳的投药量各不相同,必须通过实验方法方可确定。
在水中投加混凝剂如al2(so4)3、fecl3后,生成的al(iii)、fe(iii)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响,还受水的ph值的影响。如果ph值过低(小于4),则混凝剂水解受到限制,其化合物中很少有高分子物质存在,絮凝作用较差。如果ph值过高(大于9~10),它们就会出现溶解现象,生成带负电荷的络合离子,也不能很好地发挥絮凝作用。因此,要较完整地考察多因素对混凝的影响,可以采用正交实验的方法进行实验,以减少实验次数。
三、实验内容
实验水样千差万别,对不同的水样、不同的混凝剂或助凝剂其最佳混凝条件也各不相同。本组选择的实验内容为:
(1) 探究混凝剂聚合氯化铝(10g/l)对自配水的最佳投药量
(2) 探究实验自配水水样和混凝剂聚合氯化铝pac(10g/l)条件下,助凝剂pam
(1 g/l)的最佳投放量
四、实验材料及设备
my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪(附6个1000ml烧杯); orion828型ph计;温度计;hannalp2000浊度仪; 1000ml量筒2个;100ml烧杯6个;1~5ml移液枪2个; 500μl移液管1个。
实验水样:自配水(硅藻土悬浊液)。实验药剂:
硅藻土饱和液若干,可稀释成浊度200度左右开展混凝实验; 聚合氯化铝【al2(oh)mcl6-m】n溶液(10g/l),聚丙烯酰胺pam溶液(1 g/l)。
五、实验流程与方法
实验使用my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪进行实验,具体的实验步骤如下: 1. 认真了解my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪的使用方法。 2. 确定原水特征,即测定原水水样的浊度。
3. 确定形成矾花所用的最小混凝计量。取1000的2组水样,在50rpm转速下,每次加
10g/l的pac溶液并等待2分钟,直至出现矾花为止为最小投加量 4. 用6个1000ml的烧杯,分别放入1000ml原水,置于实验搅拌仪平台上。注意:所取水
样要搅拌均匀,要一次量取,尽量减少取样浓度上的误差。
5. 确定实验时的混凝剂投加量。根据经验得出的形成矾花的最小混凝剂投加量,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,-5号烧杯混凝剂投加量。然后用移液枪分别易取不同量的药液至烧杯中。
6. 参照说明书,将预先设定的搅拌方案编出搅拌程序,确定为:,转速为
300r/min;中速搅拌