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1、混凝搅拌实验报告时间：2016 年 4 月 23 日实验人员：一、实验目的及要求1、通过实验观察矾花生成过程，加深对絮凝理论的理解；2、确定混凝的最佳用量及最佳 pH 值；3、了解影响混凝效果的因素。二、实验原理 混凝是用来去除水中无机物和有机的胶体悬浮物。通常在废水中所见到的 胶体颗粒其大小变化约在100nm-10nm之间，而其t电位在15-20毫伏之间。胶 体悬浮物的稳定性是由于高t电位引起的斥力，或者是由于在亲水的胶体上吸附 了一层非离子的聚合物所造成的。混凝过程包括胶体悬浮物的脱稳和接着发生 的使颗粒增大的凝聚作用。随后这些大颗粒可以用沉淀、悬浮和过滤等方法去 除。脱稳是通过投加强的用
2、离子电解质如AI3+、Fe3+或阳离子高分子电解质来降 低t电位，或者由于形成了带正电荷的含水氧化物如Alx(OH)Y+而吸附于胶体上， 或者是通过阴离子和阳离子高分子电解质的自然凝聚，或是由于胶体悬浮物被 围于含水氧化物的矾花内等方式来完成的。形成矶花最佳的条件是要求pH值在等电离点或接近等电离点(对于铝来 说，要求 pH 值得范围为 5.0-7.0)，同混凝剂的反应必须有足够的碱度，对于碱 度不够的废水应该投加 Na2CO3、 NaOH 或石灰。最有效的脱稳是使胶体颗粒同小的带正电荷含水氧化物的微小矶花接触， 这种氧化物的微小矶花是在小于0.1s的时间内产生的，因此要在短时间内剧烈 搅拌，
3、在脱稳之后，凝聚促使矶花增大，从而使矶花能从水中去除。铝和铁的 矶花在搅拌时较容易破碎和离散。投加 2-5ml/L 活性硅有可能提高矶花的强 度。在凝聚阶段将近结束时，投加 0.2-1.0ml/L 长链阴离子或非离子聚合物，通 过桥联吸附作用，有助于矶花的聚集和长大。所需混凝剂的投加量将由于盐和 阴离子表面活性剂的存在而增加。脱稳也能通过投加阳离子聚合物来完成。混凝的通常顺序是：1、将混凝剂与水迅速剧烈的搅拌。如果水中碱度不够，则要在快速搅拌之 前投加碱性助凝剂。2、如果使用活性硅和阳离子高分子电解质，则它们应在快速搅拌将近结束 时投加。使用阴离子高分子电解质，应在凝聚阶段的中期投加。3、需要
4、 20-30min 的凝聚时间，以促使大矶花的产生，在这一过程中，要使矾花之间相互接触，增进矾花的凝聚，但是搅拌的速度要使矾花不受剪切。三、实验装置与设备混凝搅拌器、1000毫升烧杯六支、pH计、温度计、250ml小量筒。四、实验步骤本实验采用Al2（S04）3混凝脱色。（一）确定最佳投药量1、熟悉混凝搅拌器的操作。2、测定原水样的水温、 pH 和浊度。3、确定近似最小混凝剂量。近似最小混凝剂投量可以通过慢慢搅拌烧杯中 200ml水样，用移液管每次增加0.5ml的混凝剂直至出现矶花为止。这时的混凝 剂量作为形成矾花的最小投加量。4、在六只烧杯中各注入混合均匀的水样800毫升，放入搅拌器，注意叶
5、片 在水中的相对位置应相同。5、根据水样的性质，选择各烧杯的加药量，使他们的浓度变化为步骤 3 所 确定的浓度的 25%-200%，并量入小量筒中准备投加。6、启动搅拌器，同时加药，快速搅拌0.5min（转速约300r/min）；中速搅拌 5min（转速约100 r/min）；慢速搅拌10min（转速约50r/min）。此时注意观察矶花 的形成情况，如有无矶花产生、矶花大小及松散密实度。7、反应搅拌结束后，轻提起搅拌叶片，静置沉淀15m in,观察矶花沉淀情 况。8、沉淀时间到达后，同时取出各烧杯中的澄清水样测定其pH值和色度， 从而确定最佳投药量及相应的 ph 值，并估计最佳投药量时的污泥沉
6、降比。（二）确定最佳 pH 值1、在六只烧杯中各注入混合均匀的水样800毫升，放入搅拌器，注意叶片 在水中的相对位置应相同。2、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、0.5mL 10%的HCl。依次向4、5、6号装有水样的烧杯中分别加入0.5、 1.0、 1.5mL 10%的 NaOH。3、启动搅拌机，快速搅拌半分钟（转速约300r/min），随后从各烧杯中取水 样测定各水样 pH 值。4、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。5、再次启动搅拌机，步骤同确定最佳投药量中的 6-8。转速约 300r/min 转速约 10
7、0 r/min 转速约 50r/min五、实验结果整理 快速搅拌 0.5min 中速搅拌 5min 慢速搅拌 10min最佳投加量曲线图(一) 确定最佳投药量原水浑浊度：249原水温度(235C)原水pH:6混凝剂：Al2(SO4)3水样编号123456投药量mL0.511.522.53g/L101010101010剩余浊度13.511.767.8106131144沉淀后pH666666(二)确定最佳 pH 值原水浑浊度：249原水温度(235C)原水PH：6混凝剂：Al2(SO4)3水样编号123456投药量mL111111g/L101010101010剩余浊度19.314.427.487.
8、212.654.8沉淀后pH566789浊度与pH值关系曲线六、实验结果讨论根据实验结果以及实验中所观察的现象，简述影响混凝的几个主要因素：1 投药量、搅拌器的搅拌速度、水的 PH 值。实验中发现，随着投加药量的增加，浊度去除效果明显降低。通过查阅资 料及讨论，得出：投入的药量应根据胶体浓度及无机金属盐水解产物的分子形态、荷电性质 和荷电量等而确定。当高分子混凝剂投药量最大时，会产生“胶体保护”作 用。胶体保护可理解为：当全部胶粒的吸附面均被高分子覆盖以后，两胶粒接 近时，就受到高分子的阻碍而不能聚集，这种阻碍来源于高分子之间的相互排 斥。排斥力可能来源于“胶粒胶粒”之间高分子受到压缩变形而具有排斥势 能，也可能由于高分子之间的电斥力（对带电高分子而言）或水化膜。而且投 药量大也容易出现产生大量含水率很高的污泥的问题。这种污泥难于脱水，会 给污泥处置带来很大困难。所以投药量最大时，混凝效果不一定是好的，应该 根据具体废水的性质以及共存杂质的种类和浓度，通过实验，选定出适当的混 凝剂种类与投加的剂量。
