實驗一混凝實驗一、實驗?zāi)康?、觀察混凝現(xiàn)象及過程，加深對混凝機理的理解，了解混凝效果的影響因素；2、掌握混凝燒杯攪拌實驗的方法和一般步驟；3、學(xué)會確定一般水體最佳混凝條件的基本方法，包括投藥量、pH值和速度梯度。二、實驗原理混凝是通過向水中投加藥劑使膠體物質(zhì)脫穩(wěn)并聚集成較大的顆粒，以使其在后續(xù)的沉淀過程中分離或在過濾過程中能被截除。在水體中投加混凝劑，如Al2(SO4)3、FeCl3，經(jīng)過水解反應(yīng)后生成的Al(III)、Fe(III)化合物對膠體脫穩(wěn)的效果不僅受到投加混凝劑量、水中膠體顆粒的濃度、水溫的影響、還受水的pH值影響。在投加了混凝劑的天然水中，膠體顆粒脫穩(wěn)后相互聚結(jié)，逐漸變成大的絮凝體，這時，水流速度梯度G的大小起著主要的作用。在混凝攪拌實驗中，根據(jù)碰撞能量的來源不同，可采用式G=pμ和G=ghvμ從混凝劑與水混合到絮體形成是整個混凝工藝的全過程。根據(jù)所發(fā)生的作用不同，分為混合和絮凝兩個階段。在混合階段，以膠體的異向凝聚為主，要使藥劑迅速均勻地分布到水中以利于水解、聚合及脫穩(wěn)；在絮凝階段，主要以同向絮凝（以水利或機械攪拌促使顆粒碰撞絮凝）為主，同向絮凝效果與速度梯度G和絮凝時間T有關(guān)。三、實驗裝置及藥品1、六聯(lián)攪拌儀1臺、光電濁度儀1臺；2、酸度計1臺；3、溫度計1支；4、1000mL燒杯6個，250mL燒杯6個；5、1000mL量筒1個；6、1mL移液管2支，2mL移液管1支，5mL移液管1支；7、50mL注射針筒4支；8、濃度10g/L的三氯化鐵溶液10、濃度10g/L的聚合氯化鋁[A12(OH)mC16-m]11、濃度10%的鹽酸溶液12、濃度10%的氫氧化鈉溶液四、實驗步驟實驗內(nèi)容分為最佳投藥量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分。在進行最佳投藥量實驗時，先選定一種攪拌速度變化方式和pH值，求出最佳投藥量。然后，按照最佳投藥量求出混凝劑最佳pH值。最后，根據(jù)最佳投藥量和最佳pH值，求出最佳的速度梯度。（一）最佳投藥量的確定1、在6個1000mL的燒杯中分別加入1000mL原水，置于實驗用攪拌儀平臺上，使攪拌葉片位于燒杯正中，注意保持各燒杯中葉片的位置相同。分別測定原水水樣的溫度、濁度和pH并記錄。2、在6個1000mL的燒杯中分別加入1000mL原水，置于實驗用攪拌儀平臺上，使攪拌葉片位于燒杯正中，注意保持各燒杯中葉片的位置相同。分別測定原水水樣的溫度、濁度和pH并記錄。3、熟悉攪拌器的操作，按要求調(diào)整攪拌器的運行參數(shù)。①混合攪拌轉(zhuǎn)速：150r/min;②混合時間：取2min；③絮凝攪拌轉(zhuǎn)速：30r/min；④絮凝時間：取15min。把選擇好的轉(zhuǎn)速和時間在調(diào)節(jié)器上預(yù)設(shè)好，檢查確定水樣已配制好后準(zhǔn)備開始實驗。4、按混合攪拌速度開動攪拌機，當(dāng)預(yù)定的混合時間到達后，立即按預(yù)定的絮凝攪拌速度，降低攪拌機轉(zhuǎn)速。在預(yù)定的絮凝時間到達后，關(guān)閉攪拌機。注意記錄過程中各礬花出現(xiàn)的時間及礬花尺寸、松散程度等現(xiàn)象。5、輕輕將攪拌葉片從燒杯中提出，注意不要擾動水樣，靜止沉淀20min，注意觀察記錄各燒杯中礬花沉降情況。6、沉淀時間到達后分別從各燒杯中用50mL注射針筒取其上清夜（澄清水樣）共100mL左右（可分3次取）于200mL燒杯中，測定各自的剩余濁度并記錄(每杯水樣測定三次)。根據(jù)結(jié)果確定最佳混凝劑投藥量。（二）最佳pH確定1、將6個1000mL的燒杯中分別加入1000mL原水（與確定最佳投藥量所用水樣相同）。分別測定原水水樣的溫度、濁度和pH并記錄。2、調(diào)整原水pH，使其分別呈不同的酸堿度。用移液管分別取不同量的酸、堿溶液加入6個燒杯中使其pH分別為2、4、6、8、10、12。3、將調(diào)節(jié)好的6個1000mL的燒杯置于實驗用攪拌機平臺上，使攪拌葉片位于燒杯正中，注意保持各燒杯中葉片的位置相同。4、分別選擇好混合轉(zhuǎn)速和時間及絮凝攪拌轉(zhuǎn)速和時間。5、用移液管向4個燒杯中加入相同數(shù)量的混凝劑（投加量應(yīng)是按照上一步驟確定的混凝劑最佳投加量），按混合攪拌速度開動攪拌機，當(dāng)預(yù)定的混合時間到達后，立即按預(yù)定的絮凝攪拌速度，降低攪拌機轉(zhuǎn)速。在預(yù)定的絮凝時間到達后，關(guān)閉攪拌機。6、輕輕將攪拌葉片從燒杯中提出，注意不要擾動水樣，靜止沉淀20min，注意觀察記錄各燒杯中礬花沉降情況。7、沉淀時間到達后分別從各燒杯中用50mL注射針筒取其上清夜（澄清水樣）共100mL左右（可分3次取）于200mL燒杯中，測定各自的剩余濁度并記錄(每杯水樣測定三次)和pH并記錄。（三）混凝階段最佳速度梯度確定1、按照最佳pH值實驗和最佳投藥量實驗所得出的最佳混凝pH值和投藥量，分別向6個裝有1000mL水樣的燒杯中加入相同劑量的鹽酸HCl(或氫氧化鈉NaOH)和混凝劑，置于實驗攪拌機平臺上；2、啟動攪拌機快速攪拌1分鐘，轉(zhuǎn)速約300r/min。隨即把其中5個燒杯移到別的攪拌機上，1號燒杯繼續(xù)以20r/min轉(zhuǎn)速攪拌20分鐘。其它各燒杯分別用55r/min、90r/min、125r/min、160r/min、200r/min攪拌20分鐘：3、關(guān)閉攪拌機，靜置10分鐘，分別用50mL注射針筒抽出燒杯中的上清液(共抽3次約100mL)放入200mL燒杯中，立即用濁度儀測定濁度(每杯水樣測定三次)，并記錄。五、實驗數(shù)據(jù)（一）最佳投藥量原水水溫：19°C；濁度：22.78度；pH：6.25；使用混凝劑種類及濃度：10g/L的三氯化鐵溶液。表一最佳混凝劑投加量實驗記錄水樣編號123456混凝劑投加(mg/L)24681216礬花形成時間(min)0:02:400:02:000:02:100:13:50//剩余水濁度（度）12.4781.6042.2393.78124.6918.6822.7811.4111.6383.85225.2419.5332.2791.0721.0073.80126.3819.79平均2.5131.3621.6283.81125.43719.333備注1快速攪拌2min轉(zhuǎn)速150r/min2慢速攪拌15mim轉(zhuǎn)速30r/min3沉淀時間20min（二）最佳pH原水水溫：19°C；濁度：22.78度；pH：6.25；使用混凝劑種類及濃度：10g/L的三氯化鐵溶液。表二最佳pH值實驗記錄水樣編號123456HCl投加量(mL)9.502.240.050.153.060.00NaOH投加量(mL)5.001.300.000.203.1020.00pH值1.964.096.005.0610.2411.94混凝劑投加量(mL)6剩余水濁度（度）12.95211.670.7990.5381.3001.01322.95612.000.7560.5351.1340.89133.27712.950.7880.7191.0440.903平均3.06212.2070.7810.5971.1590.936備注1快速攪拌2min轉(zhuǎn)速150r/min2慢速攪拌15mim轉(zhuǎn)速30r/min3沉淀時間20min（三）混凝階段最佳速度梯度原水水溫：19°C；濁度：22.78度；pH：6.25；使用混凝劑種類及濃度：10g/L的三氯化鐵溶液。表三最佳混凝劑投加量實驗記錄水樣編號123456混凝劑投加量(mg/L)6礬花形成時間(min)0:02:250:04:000:05:00///快速攪拌速度(r/min)300300300300300300時間(min)111111速度(r/min)205590125160200時間(min)0:20:000:20:000:20:000:20:000:20:000:20:00上清液濁度（度）10.8870.4190.4440.7330.6900.25920.7370.5080.3420.7070.6800.37930.9300.5820.5670.7500.6390.284平均0.8510.5030.4510.7300.6700.307以上清液濁度為縱坐標(biāo)、攪拌速度值為橫坐標(biāo)繪出濁度與G關(guān)系曲線，作出下圖六、實驗小結(jié)1、根據(jù)表一以及相應(yīng)的所作圖得：水體的最佳投藥量為3.8—7.0mg/L；2、根據(jù)表二及其所作圖可知：在相同混凝劑投加量的情況下，混凝的最佳PH值為6.8，混凝的PH值范圍為,6.0—8.03、根據(jù)表三及所作圖可知：在最佳投加量及最佳PH的最適