混凝攪拌實驗報告

混凝攪拌實驗報告時間：2016年4月23日實驗人員：一、實驗?zāi)康募耙?、通過實驗觀察礬花生成過程，加深對絮凝理論的理解；2、確定混凝的最佳用量及最佳pH值；3、了解影響混凝效果的因素。二、實驗原理混凝是用來去除水中無機(jī)物和有機(jī)的膠體懸浮物。通常在廢水中所見到的膠體顆粒其大小變化約在100nm-10nm之間，而其τ電位在15-20毫伏之間。膠體懸浮物的穩(wěn)定性是由于高τ電位引起的斥力，或者是由于在親水的膠體上吸附了一層非離子的聚合物所造成的?；炷^程包括膠體懸浮物的脫穩(wěn)和接著發(fā)生的使顆粒增大的凝聚作用。隨后這些大顆?？梢杂贸恋?、懸浮和過濾等方法去除。脫穩(wěn)是通過投加強的用離子電解質(zhì)如Al3+、Fe3+或陽離子高分子電解質(zhì)來降低τ電位，或者由于形成了帶正電荷的含水氧化物如Alx(OH)Y+而吸附于膠體上，或者是通過陰離子和陽離子高分子電解質(zhì)的自然凝聚，或是由于膠體懸浮物被圍于含水氧化物的礬花內(nèi)等方式來完成的。形成礬花最佳的條件是要求pH值在等電離點或接近等電離點（對于鋁來說，要求pH值得范圍為5.0-7.0），同混凝劑的反應(yīng)必須有足夠的堿度，對于堿度不夠的廢水應(yīng)該投加Na2CO3、NaOH或石灰。最有效的脫穩(wěn)是使膠體顆粒同小的帶正電荷含水氧化物的微小礬花接觸，這種氧化物的微小礬花是在小于0.1s的時間內(nèi)產(chǎn)生的，因此要在短時間內(nèi)劇烈攪拌，在脫穩(wěn)之后，凝聚促使礬花增大，從而使礬花能從水中去除。鋁和鐵的礬花在攪拌時較容易破碎和離散。投加2-5ml/L活性硅有可能提高礬花的強度。在凝聚階段將近結(jié)束時，投加0.2-1.0ml/L長鏈陰離子或非離子聚合物，通過橋聯(lián)吸附作用，有助于礬花的聚集和長大。所需混凝劑的投加量將由于鹽和陰離子表面活性劑的存在而增加。脫穩(wěn)也能通過投加陽離子聚合物來完成?；炷耐ǔｍ樞蚴牵?、將混凝劑與水迅速劇烈的攪拌。如果水中堿度不夠，則要在快速攪拌之前投加堿性助凝劑。2、如果使用活性硅和陽離子高分子電解質(zhì)，則它們應(yīng)在快速攪拌將近結(jié)束時投加。使用陰離子高分子電解質(zhì)，應(yīng)在凝聚階段的中期投加。3、需要20-30min的凝聚時間，以促使大礬花的產(chǎn)生，在這一過程中，要使礬花之間相互接觸，增進(jìn)礬花的凝聚，但是攪拌的速度要使礬花不受剪切。三、實驗裝置與設(shè)備混凝攪拌器、1000毫升燒杯六支、pH計、溫度計、250ml小量筒。四、實驗步驟本實驗采用Al2(S04)3混凝脫色。(一)確定最佳投藥量1、熟悉混凝攪拌器的操作。2、測定原水樣的水溫、pH和濁度。3、確定近似最小混凝劑量。近似最小混凝劑投量可以通過慢慢攪拌燒杯中200ml水樣，用移液管每次增加0.5ml的混凝劑直至出現(xiàn)礬花為止。這時的混凝劑量作為形成礬花的最小投加量。4、在六只燒杯中各注入混合均勻的水樣800毫升，放入攪拌器，注意葉片在水中的相對位置應(yīng)相同。5、根據(jù)水樣的性質(zhì)，選擇各燒杯的加藥量，使他們的濃度變化為步驟3所確定的濃度的25%-200%，并量入小量筒中準(zhǔn)備投加。6、啟動攪拌器，同時加藥，快速攪拌0.5min(轉(zhuǎn)速約300r/min)；中速攪拌5min(轉(zhuǎn)速約100r/min)；慢速攪拌10min(轉(zhuǎn)速約50r/min)。此時注意觀察礬花的形成情況，如有無礬花產(chǎn)生、礬花大小及松散密實度。7、反應(yīng)攪拌結(jié)束后，輕提起攪拌葉片，靜置沉淀15min，觀察礬花沉淀情況。8、沉淀時間到達(dá)后，同時取出各燒杯中的澄清水樣測定其pH值和色度，從而確定最佳投藥量及相應(yīng)的ph值，并估計最佳投藥量時的污泥沉降比。(二)確定最佳pH值1、在六只燒杯中各注入混合均勻的水樣800毫升，放入攪拌器，注意葉片在水中的相對位置應(yīng)相同。2、調(diào)整原水pH值，用移液管依次向1號、2號裝有水樣的燒杯中分別加入1.0、0.5mL10%的HCl。依次向4、5、6號裝有水樣的燒杯中分別加入0.5、1.0、1.5mL10%的NaOH。3、啟動攪拌機(jī)，快速攪拌半分鐘(轉(zhuǎn)速約300r/min)，隨后從各燒杯中取水樣測定各水樣pH值。4、按照前面最佳投藥量實驗中所得出的最佳投藥量，向1-6號加藥管中加入混凝劑。5、再次啟動攪拌機(jī)，步驟同確定最佳投藥量中的6-8。五、實驗結(jié)果整理快速攪拌0.5min轉(zhuǎn)速約300r/min中速攪拌5min轉(zhuǎn)速約100r/min慢速攪拌10min轉(zhuǎn)速約50r/min(一)確定最佳投藥量原水渾濁度：249原水溫度(23.5℃)原水pH:6混凝劑：Al2(SO4)3水樣編號123456投藥量mL0.511.522.53g/L101010101010剩余濁度13.511.767.8106131144沉淀后pH666666(二)確定最佳pH值原水渾濁度：249原水溫度(23.5℃)原水pH:6混凝劑：Al2(SO4)3水樣編號123456投藥量mL111111g/L101010101010剩余濁度19.314.427.487.212.654.8沉淀后pH566789六、實驗結(jié)果討論根據(jù)實驗結(jié)果以及實驗中所觀察的現(xiàn)象，簡述影響混凝的幾個主要因素：1投藥量、攪拌器的攪拌速度、水的PH值。實驗中發(fā)現(xiàn)，隨著投加藥量的增加，濁度去除效果明顯降低。通過查閱資料及討論，得出：投入的藥量應(yīng)根據(jù)膠體濃度及無機(jī)金屬鹽水解產(chǎn)物的分子形態(tài)、荷電性質(zhì)和荷電量等而確定。當(dāng)高分子混凝劑投藥量最大時，會產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用。膠體保護(hù)可理解為：當(dāng)全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后，兩膠粒接近時，就受到高分子的阻礙而不能聚集，這種阻礙來源于高分子之間的相互排斥。排斥力可能來源于“膠粒－膠粒”之間高分子受到壓縮變形而具有排斥勢能，也可能由于高分子之間的電斥力（對帶電高分子