混凝实验报告

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。

二、实验原理

天然水中存在大量胶体颗粒，使原水产生浑浊度。我们进行水质处理的根本任务之一，则正是为了降低或消除水的浑浊度。

水中的胶体颗粒，主要是带负电的粘土颗粒。胶体间静电斥力、胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作用的存在，使得它具有分散稳定性。混凝剂的加入，破坏了胶体的散稳定性，使胶粒脱稳。同时，混凝剂也起吸附架桥作用，使脱稳后的细小胶体颗粒，在一定的水力条件下，凝聚成较大的絮状体（矾花）。由于矾花易于下沉，因此也就易于将其从水中分离出去，而使水得以澄清。

由于原水水质复杂，影响因素多，故在混凝过程中，对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定，必需依靠原水和混凝实验来决定。混凝实验的目的即在于利用少量原水、少量药剂。

三、实验仪器及设备

1. 1000 ml烧杯 1只 2. 500 ml矿泉水瓶 6只 3. 100 ml烧杯 2只 4. 5 ml移液管 1只 5. 400 ml烧杯 2只 6. 5ml量筒 1台 7. 吸耳球 1个 8. 温度计（0-50℃） 1只 9. 100 ml量筒 1个 10. 10 ml;量筒 1只

四、实验试剂

本实验用三氯化铁作混凝剂，配制浓度2g/L，800ml；以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂，配制浓度L，500 ml。三氯化铁用量2g，阴离子聚丙烯酰胺用量 g

五、实验步骤 （一）配置药品

1、用台秤称取2g三氯化铁，溶解，配置1000 ml，三氯化铁配制浓度2 g/L；用电子天平称取0.05g阴离子聚丙烯酰胺，溶解，配置1000 ml，阴型聚丙烯酰胺配制浓度0.05 g/L。 2、测定原水特征。

（二）混凝剂最小投加量的确定

1、取6个500 ml瓶子，分别取400 ml原水。

2、分别向烧杯中加入氯化铁，每次加入 ml，同时进行搅拌，直至出现矾花，在表1中记录投加量和矾花描述。 3、停止搅拌，静止10min。

4、根据矾花描述确定最小投加量A。

（三）混凝剂的最佳投加量的选择

1、用6个500 ml瓶子，分别取400 ml原水。

2、将混凝剂按不同投量（按4/6A~9/6A的量）分别加入到400 ml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。 3、搅拌，搅拌过程中，注意观察矾花的形成过程。 4、停止搅拌，静止沉淀10 min，记录矾花描述。 5、根据矾花描述求得B。

（四）混凝剂和助凝剂的最佳投加比例的确定

1、用6个500ml瓶子，分别取400 ml原水。

2、将混凝剂按2/3B的投量，助凝剂按不同投量（依次按1/3C~6/3C的剂量）分别加入到400 ml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3-1中。

3、摇匀，搅拌，搅拌过程中，注意观察矾花的形成过程。

4、停止搅拌，静止沉淀10 min，描述矾花，记录在表3-1中。 5、按1~4同样的步骤，把混凝剂投加量改为B、4/3B,数据分别记入表3-2、3-3。

（五）实验数据记录

1、原水特征：温度25摄氏度，pH在6~7之间。 2、测定混凝剂的最小投加量。

表1 混凝剂最小投加量的确定

混凝剂的类型 水样编号 混凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 矾花描述 结论

1 18 90 很细、轻 2 19 95 很细 3 20 100 结实矾花，3分钟沉底 氯化铁 4 18 90 较大、实 18 5 16 80 很细 6 17 85 很细 3、测定混凝剂的最佳投加量

表2 混凝剂最佳投加量的确定

混凝剂的类型 助凝剂的类型 助凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 水样编号 混凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 1 12 60 2 15 75 3 18 90 结实矾花，5分钟沉底 18 氯化铁 阴离子聚丙烯酰胺 4 21 105 结实矾花，7分钟沉底 5 24 120 结实矾花，10分钟沉底 6 27 135 矾花描述 结实矾很细、轻 花，10分钟沉底 很细、轻 结论

4、混凝剂与助凝剂最佳投加比例的确定

表3-1 助凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 助凝剂的类型 混凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 水样编号 助凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 1 结实矾花，5分钟沉底 2 结实矾花，5分钟沉底 3 结实矾花，6分钟沉底 氯化铁 阴离子聚丙烯酰胺 12 60 4 较大矾花 5 较大矾花 6 较大矾花 矾花描述

表3-2 助凝剂最佳投加量的确定

混凝剂的类型 助凝剂的类型 混凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 水样编号 助凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 1 结实矾花，6分钟沉底 2 结实矾花，8分钟沉底 氯化铁 阴离子聚丙烯酰胺 18 90 3 结实矾花，9分钟沉底 4 较大矾花 5 较大矾花 6 矾花描述 大、实 表3-3 助凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 助凝剂的类型 混凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 水样编号 助凝剂加注量（mL） 相当剂量（mg/L） 1 结实矾花，7分钟沉底 2 结实矾花，9分钟沉底 3 结实矾花，11分钟沉底 氯化铁 阴离子聚丙烯酰胺 24 120 4 较大矾花 5 6 矾花描述 大、实 很轻

六、数据处理及结果分析

分析表一知混凝剂最小投加量是18ml，相当剂量90mg/l。分析表二知混凝剂最佳投加量是18ml，相当剂量90mg/l。分析表三知助凝剂最佳投加量是，相当剂量。最佳投加比例是60：1。

七、试验误差分析

本实验操作时，震荡的时间不够长，没摇匀，影响了实验结果的准确性，如最小投加量的测定。另外，实验用水大颗粒悬浮物没有过滤，影响了实验的观察。今后的事件中，我组人员需更加认真负责，更加有耐心。

五、实验数据处理 1、实验记录表：

混凝沉淀实验记录 水样编号 水样光密度 温度（C） PH 投药量 mL （mg/L） 无 无 4'25'' 少量沉淀 2'20'' 较明显 o1 2 3 17 4 5 6 1'02'' 较明显 56'' 明显 '' 明显 初矾花时间 矾花沉淀情况 沉淀后PH值 吸光度A 2、吸光度与投药量关系曲线：

3、本实验过程及方法设计中的确有需要加以改进之处，原因是： 改进的建议是： 六、思考题

1、影响混凝的主要因素是水温T；PH；电动搅拌器转速n；混凝剂的量；水中杂质的成分、性质及浓度。

2、混凝剂投加的量过大，效果不一定好的原因是

3、若实验有混凝剂投加量和最佳PH两个因素的变化对混凝效果应该采取正交实验设计此实验，如下表：

正交实验表 混凝剂量（mg/L）

PH 4 S1 S2 S3 S4 S5 S6

5 S7 S8 S9 S10 S11 S12

6 S13 S14 S15 S16 S17 S18

7 S19 S20 S21 S22 S23 S24

8 S25 S26 S27 S28 S29 S30

9 S31 S32 S33 S34 S35 S36

理解：最好按三因素四水平进行正交设计。

化学混凝实验

一、实验目的

分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀方法去除。向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。

由于各种废水差别很大，混凝效果不尽相同。混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂种类、投加量，同时还取决于水的pH、水温、浊度、水流速度梯度等影响。

通过本次实验，希望达到以下目的： 1、加深对混凝沉淀原理的理解；

2、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法； 3、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。

二、实验原理

化学混凝的处理对象主要是废水中的微小悬浮物和胶体物质。根据胶体的特性，在废水处理过程中通常采用投加电解质、相反电荷的胶体或高分子物质等方法破坏胶体的稳定性，使胶体颗粒凝聚在一起形成大颗粒，然后通过沉淀分离，达到废水净化效果的目的。关于化学混凝的机理主要有以下四种解释。

1、压缩双电层机理

当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时，就产生静电斥力。加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层减薄，颗粒相撞时的距离减少，相互间的吸引力变大。颗粒间排斥力与吸引力的合力由斥力为主变为以引力为主，颗粒就能相互凝聚。

2、吸附电中和机理

异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚；大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。

3、吸附架桥机理

吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。

4、沉淀物网捕机理

当采用铝盐或铁盐等高价金属盐类作凝聚剂时，当投加量很大形成大量的金属氢氧化物沉淀时，可以网捕、卷扫水中的胶粒，水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。这基本上是一种机械作用。

在混凝过程中，上述现象常不是单独存在的，往往同时存在，只是在一定情况下以某种现象为主。

三、实验材料及装置

1、主要实验装置及设备

（1）化学混凝实验装置采用是六联搅拌器，其结构如图1所示。

手动双速自动沉淀电源上升定时 2搅拌 2转速表搅拌 1调零定时 1下降

图1 化学混凝实验装置

（2）pHS-2型精密酸度计； （3）COD测定装置。 （4）干燥箱 （5）分析天平 2、实验用水

生活污水、造纸废水、印染废水等。 3、实验药品

（1）混凝剂：聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁铝（PAFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等；

（2）COD测试相关药品。

四、实验内容

1、实验方法

取300mL废水于500mL烧杯中，加酸或碱调整pH值后，按一定的比例投加混凝剂，在六联搅拌器上先快速搅拌（转速200r/min）2min，再慢速搅拌（80r/min）10min，然后静置，观察并记录实验过程中絮体形成的时间、大小及密实程度、沉淀快慢、废水颜色变化等现象。静置沉淀30min后，于表面2~3cm深处取上清液测定其pH和COD。

2、实验步骤

（1）最佳混凝剂的筛选

根据所选废水的水质特点，利用聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁铝（PAFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等常规混凝剂进行初步实验，根据实验现象和检测结果，筛选出适宜处理该废水的最佳混凝剂。

（2）混凝剂最佳投加量的确定

利用筛选出的混凝剂，取不同的投加量进行混凝实验，实验结果记入表1。根据实验结果绘制COD去除率与混凝剂投加量的关系曲线，确定最佳的混凝剂投加量。

（3）最佳pH值的确定

调整废水的pH值分别为、、、、进行混凝实验，实验结果记入表2。根据实验结果绘制COD去除率与pH值的关系曲线，确定最佳的pH值条件。

（4）考察搅拌强度和搅拌时间对混凝效果的影响

在混合阶段要求混凝剂与废水迅速均匀混合，以便形成众多的小矾花；在反应阶段既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让小矾花长大，又要防止生成的絮体被打碎。根据本实验装置——六联搅拌器的特点，通过烧杯混凝搅拌实验，确定最佳的搅拌强度和搅拌时间。

五、实验结果与讨论

1、不同混凝剂对COD去除率的影响； 2、混凝剂的投加量对COD去除率的影响； 3、pH值对COD去除率的影响；

4、搅拌速度和搅拌时间对COD去除率的影响；

5、混凝最佳工艺条件的确定。

6、简述影响混凝效果的几个主要因素。 7、为什么投药量大时，混凝效果不一定好?

表1 最佳投药量实验记录

第______组 姓名_________ 实验日期_________ 原水温度_______℃ 色度______ pH______ COD_____mg/L 使用混凝剂的种类及浓度____________ 水样编号 混凝剂投加量(mg/L) 矾花形成时间(min) 絮体沉降快慢 絮体密实 色度 处理水水质 pH值 COD(mg/L) 快速 搅拌条件 沉降时间(min) 中速 慢速 1 2 转速(r/min) 3 4 5 6 搅拌时间(min) 表2 最佳pH值实验记录

第______组 姓名_________ 实验日期_________ 原水温度_______℃ 色度______ pH______ COD_____mg/L 使用混凝剂的种类及浓度____________ 水样编号 HCL投加量(mg/L) NaOH投加量(mL) 絮体沉降快慢 混凝剂的投加量(mg/L) 实验水样pH值 色度 处理水水质 pH值 COD(mg/L) 快速 搅拌条件 中速 慢速 沉降时间(min) 1 2 转速(r/min) 3 4 5 6 搅拌时间(min)