混凝沉淀实验

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1、混凝沉淀实验一、实验目的1、要求认识几种混凝剂，掌握其配制方法；2、观察混凝现象，从而加深对混凝理论的理解。二、实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体表面的水化作用，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于如下原因：能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的 电位，实现胶粒“脱稳” ；发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用；网捕作用，从而达到颗粒的凝聚。三、实验设备及药品按每 4 人一组配置数量如下：1、设备 1000mL 量筒，2 个； 1000mL 烧杯，6 个； 100mL 烧杯，2 个； l0mL 移液管，2 个； 2mL 移液管，1

2、个； 医用针筒，1 个； 洗耳球，1 个；2100P 浊度仪，1 台； ZR4-6 混凝搅拌器，1 台； pH 计，1 台。 温度计，1 根。2、药品Al 2(SO4)3 FeCl 3 四、实验方法1、方法一 混凝搅拌器变速混凝实验实验步骤如下：(1)认真了解 ZR4-6 型混凝搅拌器的使用方法。(2)用 1000ml 量筒取 6 个水样至 6 个 1000mL 烧杯中。注意：所取水样要搅拌均匀，要一次量取，以尽量减少取样浓度上的误差。(3)按 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80mg L 的 量 将 Al2(SO4)3 或 FeCl3 依 次 加 入各 水 样 中 。

3、(4)将第一组水样置于 ZR4-6 型混凝搅拌器下。(搅拌时间和程序已按说明书预先设定好)与此同时，按计算好的投药量，用移液管分别移取不同体积的混凝剂逐个加到加药试管中。(5)开动机器，在搅拌器第一次自动加药后，用蒸馏水冲洗加药试管 2 次。(6)搅拌器以 500r/min 的速度搅拌 30s，150r/min 的速度搅拌 5min，80r/min 的速度搅拌10min。(7)搅拌过程中，注意观察并记录“矾花”形成的过程， “矾花”形成的快慢、外观、大小、密实程度、下沉快慢等。(8)搅拌过程完成后，搅拌器自动停机，水样静沉 15min，继续观察并记录“矾花”沉淀的过程，记入表 112 内。(9

4、)静沉 15min 后，用医用针筒在 6 个水样中依次取出约 20mL 的上清液，置于浊度仪的水样瓶中，用浊度仪测出其剩余浊度，记入表 111 内。(10) 以投药量为横座标，以剩余浊度为纵座标，绘制混 凝 曲线图。根据 6 个水样所测得的剩余浊度值，以及对水样混凝沉淀观察记录的分析，从混 凝 曲线图对最佳投药量所在区间作出判断，缩小实验范围(加药量范围) ，重新设定(第二组)实验的最大和最小投药量值a 和 b 以及 a、b 之间的 X1、X 2、X 3、X 4 值，重复以上实验。 根据 6 个水样所测得的剩余浊度值，绘 制 出 第 二 个 混 凝 曲 线 图 ， 从混 凝 曲线图对最佳投药量

5、作出判断。2、 方 法 二 手 动 混 凝 搅 拌 实 验 将 混 合 均 匀 的 水 样 注 入 6个 1000ml量 筒 满 至 刻 度 。 按 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80mg L的 量 将 Al2(SO4)3或FeCl 3依 次 加 入 各水 样 中 。 用 混 合 器 上 下 混 合 10次 ， 使 水 与 药 剂 充 分 混 合 。 用 清 洁 的 搅 拌 捧 在 量 筒 中 快 搅 lmin， 慢 搅 2min。 记 录 时 间 。 水 样 在 静 止 沉 淀 20min内 ， 需 仔 细 观 察 如 下 内 容 ： 形 成 绒 粒 的 快 慢 绒

6、 粒 之 间 水 的 透 明 程 度 绒 粒 大 小 和 下 沉 快 慢 静沉20min后，用医用针筒在6个水样中依次取出约20mL的上清液，置于浊度仪的水样瓶中，用浊度仪测出其剩余浊度，记入表111内。 按 以 上 操 作 方 法 分 别 做 出 Al2(SO4)3或FeCl 3最 佳 投 药 量 的 2组 实 验 。 列 表 计 算 ， 并 绘 制 出 混 凝 曲 线 图 ， 见 图 111。 从混 凝 曲线图对最佳投药量作出判断。五 、 实 验 结 果 分 析1、 根 据 混 凝 曲 线 图 确 定 混 凝 药 剂 的 最 佳 投 药 量 和 最 佳 适 用 范 围 。2、 总 结 分

7、析 各 种 混 凝 剂 的 特 点 、 适 用 条 件 、 主 要 优 缺 点 。3、 在 混 凝 实 验 中 应 注 意 哪 些 操 作 方 法 ， 对 混 凝 效 果 有 什 么 影 响 。六、注意事项1、加药的药液量少时，要掺点蒸馏水摇匀，以免沾在试管上的药液过多，影响投药量的精确度。2、移取烧杯中的沉淀水上清液时，要用相同的条件取上清液，不要把沉下去的矾花搅起来。七、实验结果与讨论1、根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝效果的几个主要因素。2、为什么投药量最大时，混凝效果不一定好?过滤及反冲洗实验一、实验目的1、观察过滤及反冲洗现象，加深理解过滤及反冲洗原理。2、 了 解

8、 过 滤 及 反 冲 洗 模 型 试 验 设 备 的 组 成 与 构 造 。3、 了 解 进 行 过 滤 及 反 冲 洗 模 型 试 验 的 方 法 。4、 测 定 滤 池 工 作 的 主 要 技 术 参 数 并 掌 握 观 测 方 法 。二 、 实 验 原 理水 的 过 滤 是 在 滤 池 中 进 行 的 ， 滤 池 净 化 的 主 要 作 用 是 接 触 凝 聚 作 用 ， 水 中 经 过 絮凝 的 杂 质 截 留 在 滤 池 之 中 ， 或 者 有 接 触 絮 凝 作 用 的 滤 料 表 面 粘 附 水 中 的 杂 质 。 滤 层 去除 水 中 杂 质 的 效 果 主 要 取 决 于 滤

9、 料 的 总 表 面 积 ， 过 滤 及 反 冲 洗 装 置 如 图 121所 示 。随 着 过 滤 时 间 的 增 加 ， 滤 层 截 留 的 杂 质 增 加 ， 滤 层 的 水 头 损 失 也 随 之 增 长 ， 其 增长 速 度 随 滤 速 大 小 、 滤 料 颗 粒 的 大 小 和 形 状 ， 过 滤 进 水 中 悬 浮 物 含 量 及 截 留 杂 质 在 垂直 方 向 的 分 布 而 定 。 当 滤 速 大 、 滤 料 颗 粒 粗 、 滤 料 层 较 薄 时 ， 滤 过 水 水 质 将 很 快 变 差 ，过 滤 水 质 的 周 期 变 短 ； 如 滤 速 大 ， 滤 料 颗 粒 细

10、， 滤 池 中 的 水 头 损 失 增 加 很 快 ， 这 样 很快 达 到 过 滤 压 力 周 期 ， 所 以 在 处 理 一 定 性 质 的 水 时 ， 正 确 确 定 滤 速 、 滤 料 颗 粒 的 大 小 、滤 料 及 厚 度 之 间 的 关 系 ， 有 重 要 的 技 术 意 义 与 经 济 意 义 ， 这 一 关 系 可 用 实 验 方 法 确 定 。滤 料 层 在 反 冲 洗 时 ， 当 膨 胀 率 一 定 ， 滤 料 颗 粒 越 大 ， 所 需 冲 洗 强 度 便 越 大 ； 水 温 越高 (即 水 的 粘 滞 系 数 越 小 )， 所 需 冲 洗 强 度 也 越 大 。 对

11、于 不 同 的 滤 料 来 说 ， 同 样 大 小 颗粒 的 滤 料 ， 当 密 度 大 的 与 密 度 小 的 滤 料 膨 胀 相 同 时 ， 其 所 需 冲 洗 强 度 就 大 。 精 确 确 定在 一 定 的 水 温 下 冲 洗 强 度 与 膨 胀 率 的 关 系 ， 最 可 靠 的 方 法 是 进 行 反 冲 洗 实 验 。反 冲 洗 的 方 式 很 多 ， 其 原 理 是 一 致 的 ， 反 冲 洗 开 始 时 承 托 层 、 滤 料 层 未 完 全 膨 胀 、相 当 于 滤 池 处 于 反 向 过 滤 状 态 ， 这 时 滤 层 水 头 损 失 的 计 算 公 式 为 ：e= %1

12、0L式中：L=沙层膨 胀 后 的 厚 度 ， cm；L0=沙层膨 胀 前 的 厚 度 ， cm。当 反 冲 洗 速 度 增 大 后 ， 滤 料 层 完 全 膨 胀 ， 处 于 流 态 化 状 态 。 根 据 滤 料 层 前 后 的厚 度 便 可 求 出 膨 胀 率 。 膨 胀 率 e值 的 大 小 直 接 影 响 了 反 冲 洗 效 果 。三 、 实 验 设 备 与 仪 器1、 过 滤 实 验 装 置 。2、 2100P浊 度 仪 。3、 钢 卷 尺 。4、 玻 璃 仪 器 等 。四 、 实 验 步 骤在 实 验 中 要 注 意 控 制 滤 料 层 上 的 工 作 水 深 应 保 持 基 本

13、不 变 ， 进 行 等 水 头 过 滤 。仔 细 观 察 绒 粒 进 入 滤 料 层 深 度 的 情 况 以 及 绒 粒 在 滤 料 层 中 的 分 布 。1、 对 照 图 121， 了 解 实 验 装 置 及 构 造 。2、 测 量 并 记 录 表 121中 所 列 的 数 据 。3、 配 制 原 水 ， 其 浑 浊 度 大 致 在 40 20mg L范 围 内 ， 以 最 佳 投 药 量 将 混 凝 剂 Al2(SO4)3或FeCl 3投 入 原 水 箱 中 ， 经 过 搅 拌 ， 启 泵 进 行 过 滤 试 验 。4、 列 表 记 录 每 隔 半 小 时 测 定 或 校 对 一 次 的

14、运 行 参 数 ， 见 表 122。5、 观 察 杂 质 绒 粒 进 入 滤 层 深 度 的 情 况 。6、 不 同 滤 管 采 用 不 同 滤 速 进 行 试 验 ， 其 滤 速 的 分 配 为 ： 1#： 5m h； 2#： 8m h；3#： 12m h； 4#： 16m h。7、 反 冲 洗 试 验 ， 要 注 意 以 下 几 点 ： 了 解 实 验 装 置 。 列 表 测 量 并 记 录 各 参 数 ， 见 表 123。 做 膨 胀 率 e=20 、 40 、 80 的 反 冲 洗 强 度 q的 实 验 。 打 开 反 冲 洗 水 泵 ， 调 整 膨 胀 度 e， 测 出 反 冲 洗

15、强 度 值 。 测 量 每 个 反 冲 洗 强 度 时 应 连 续 测 3次 ， 取 平 均 值 计 算 。五 、 实 验 结 果 分 析1、根据过滤试验结果，归纳 4 支滤管的水头损失、水质和绒粒分布随工作延续时间的变化，绘制出滤池工作水质曲线，见图 122。2、对比 4 支滤管不同流速与水头损失的变化规律，加深对滤速与水头损失之间关系的理解，并绘出变化曲线，见图 123。3、根据反冲洗实验记录结果，绘制一定温度下的冲洗强度与膨胀度的关系曲线，见图 124。综合 4 组不同的曲线进行分析比较。六、注意事项1、在过滤实验前，滤层中应保持一定水位，不要把水放空以免进行过滤实验时测压管中积有空气，

16、影响实验结果。2、在反冲洗滤柱中的滤料时，不要使进水阀门开启度过大，应缓慢打开以防滤料冲出滤柱外。3、进行反冲洗实验时，为了准确地量出砂层厚度，一定要在砂面稳定后再测量，并在每一个反冲洗流量下连续测量 3 次再取平均值。脉冲澄清实验澄清池是目前给水处理中常用的处理装置，常用于去除水中粒径较小、比重较轻(但大于 1)的悬浮物质。澄清池的种类很多，一般常用的有机械加速澄清池、水力循环澄清池、脉冲澄清池等。被处理水在进入澄清池之前先要投加混凝剂。澄清池具有处理效果好，生产效率高，占地面积小，以及节省药剂等优点。但也存在进水水质变化较大时，出水水质不稳定，池子结构较复杂等缺点。一、实验目的1、通过模型演示，了解脉冲澄清池的构造及工作原理。2、观察矾花形成悬浮层的作用和特点。3、掌握脉冲澄清池运行的操作方法及注意事项。二 、 工 作 原 理澄 清 池 是 利 用 悬 浮 层 中 的 矾 花 对