微污染水源處理實驗報告

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摘要：為了加深對混凝理論的理解，把握混凝劑的特性，打算針對微污染水源處

理方面進行設計性試驗，我們采納了AL2(SO4)3混凝劑，對于我們所取的麓湖水樣來說，其最佳投藥量為50mg/L，最佳適用范圍為40mg/L~60mg/L。而混凝效果受以下因素影響：（1）廢水性質的影響（2）共存雜質的種類和濃度（3）混凝劑的影響。水的膠體雜質濃度、PH值、水溫及共存雜質等都會不同程度地影響混凝效果。投藥量最大時，混凝效果并不肯定是好的。由于當鋁鹽投藥量超過肯定限度時，會產生“膠體愛護”作用，使脫穩(wěn)膠粒電荷變號或使膠粒被包卷而重新穩(wěn)定。而且投藥量大也簡單消失產生大量含水率很高的污泥的問題。

關鍵詞：混凝、混凝劑AL2(SO4)3、礬花、濁度、投藥量、PH。

一、試驗目的及意義

1、要求熟悉幾種混凝劑，把握其配制方法。2、觀看混凝現(xiàn)象，從而加深對混凝理論的理解。3、熟悉混凝理論對微污染水源處理的重要意義。

二、水樣水質、儀器設備及藥品

水樣水質：取至汾河的微污染水，水溫屬于常溫水，濁度>10。

儀器設備：1000ml量筒2個；1000ml燒杯6個；100ml燒杯2個；10ml移液管

2個；2ml移液管1個；醫(yī)用針筒1根；洗耳球1個；光電濁度儀1臺；六聯(lián)攪拌器1臺。

藥品：AL2(SO4)3。

三、試驗原理

水中粒徑小的懸浮物以及膠體物質，由于微粒的布朗運動，膠體顆粒間的靜電斥力和膠體表面的水化作用，致使水中這種含濁狀態(tài)穩(wěn)定。

向水中投加混凝劑后，由于如下緣由：①能降低顆粒間的排斥能峰，降低膠粒的δ電位，實現(xiàn)膠粒的“脫穩(wěn)”；②發(fā)生高聚物式高分子混凝劑的吸附架橋作用；③網(wǎng)捕作用，從而達到顆粒的分散。

四、試驗步驟

試驗方法：變速混凝攪拌器混凝試驗試驗步驟如下：

（1）到麓湖取水樣。

（2）仔細了解ZR4-6型混凝試驗攪拌器的使用方法。

（3）用1000mL量筒取6個水樣至6個1000mL燒杯中（所取水樣已經過勻稱混合攪拌，且取樣時是一次量?。?/p>

（4）投藥量：AL2(SO4)30.5、1.5、2.5、3.0、3.5、4.0mL(所配給的AL2(SO4)3的濃度c為20g/L)。

（5）將第一組水樣置于ZR4-6型混凝試驗攪拌器下（攪拌時間和程序已按說明

書預先設定好）與此同時，按計算好的投藥量，用移液管分別移取不同量的藥液至加藥管中。

（6）開動機器，在第一次自動加藥后，用蒸餾水沖洗加藥試管兩次。（7）混凝試驗攪拌器以500r/min的速度攪拌30s，150r/min速度攪拌5min，80r/min的速度攪拌10min。

（8）攪拌過程中，觀看并記錄“礬花”形成的過程，“礬花”外觀、大小、密實程度等。

（9）攪拌過程完成后，停機，靜沉15min，觀看并記錄“礬花”沉淀的過程。（10）第一組6個水樣，靜止15min后，用醫(yī)用針筒取出約的上清液，并分別用濁度儀測出剩余濁度，記入表中。

（11）比較第一組試驗結果，依據(jù)6個水樣所測得的剩余濁度值，以及水樣混凝沉淀時現(xiàn)象觀看記錄的分析，對最佳投藥量所在區(qū)間做出推斷，縮小試驗范圍為3.0左右，加藥量取2.5、2.7、2.9、3.1、3.3、3.5mL的濃度c為20g/L的AL2(SO4)3。重復以上試驗步驟。

五、原始數(shù)據(jù)記錄

試驗中各個指標的測定數(shù)據(jù)記錄表

六、數(shù)據(jù)處理及結果試驗過程的觀看記錄表

七、對結果的分析、爭論及改進設想

1、依據(jù)混凝曲線圖確定藥劑的最佳投藥量和最佳適用范圍。

答：依據(jù)混凝曲線圖確定藥劑的最佳投藥量為50mg/L，最佳適用范圍為40

mg/L~60mg/L。

2、混凝劑AL2(SO4)3的特點、主要優(yōu)缺點。

答：當PH＝4.5～6.0范圍內（視混凝劑投量不同而異），主要是多核羥基協(xié)作物對負電荷膠體起電性中和作用，分散體比較密實；在PH＝7～7.5范圍內，電中性氫氧化鋁核物[Al(OH)3]n可起吸附架橋作用，同時也存在某些羥基協(xié)作物的電性中和作用。自然?水的PH值一般在6.5~7.8之間，鋁鹽的混凝作用主要是吸附架橋和電性中和，兩者以何為主，打算于鋁鹽投加量，當鋁鹽投加量超過肯定限度時，會產生“膠體愛護”作用。

優(yōu)缺點：精制硫酸鋁雜質含量小，價格較貴；粗制硫酸鋁雜質含量多，價格

較低，但質量不穩(wěn)定，增加了藥液配制和廢渣排解方面的操作麻煩。采納固態(tài)硫酸鋁的優(yōu)點是運輸便利，但制造過程多了濃縮和結晶工序。假如水廠四周就有硫酸鋁制造廠，最好采納液態(tài)，這樣可節(jié)約濃縮、結晶的生產費用。硫酸鋁使用便利，但水溫低時，硫酸鋁水解較困難，形成的絮凝體比較松散，效果不及鐵鹽混凝劑。

3、在混凝試驗中應留意哪些操作方法，對混凝效果有什么影響？答：在混凝試驗中應留意的操作方法及其對混凝效果的影響如下：

1）在混凝試驗中量取水樣時應先攪拌勻稱，并且一次量取，以此來削減取樣濃度上的誤差；

2）移取藥液時應盡量做到精確。加藥量在藥液少時，要摻點蒸餾水搖勻，以免沾在試管上的藥液過多，影響投藥量的精確度；

3）在自動加藥后，要有蒸餾水沖洗加藥的試管兩次，以確保投藥量的精確，而且沖洗的速度要快，由于攪拌時間是有限定的，這一系列的程序也是有肯定要求并事先已設定好的，速度快才不會影響試驗的順當進行；

4）移取燒杯中的沉淀水上清液時，要用相同的條件取上清液，不要沉下去的礬花攪拌起來，以確保所測濁度的精確性。

八、結論一、依據(jù)試驗結果以及試驗中所觀看到的現(xiàn)象，簡述影響混凝效果的幾個主要因素。

答：依據(jù)試驗結果以及試驗中所觀看到的現(xiàn)象，影響混凝效果的主要因素有：

1、水溫影響緣由：（1）混凝劑的水解速度慢，生成的絮凝體細而松，強度小，不易沉。

（2）低溫水的粘度大，顆粒沉降速度降低，而且顆粒之間碰撞機會削減，影響了混凝效果。改善措施：（1）增加混凝劑的投量，以改善顆粒之間碰撞條件。

（2）投加助凝劑（如活化硅酸）或粘土以增加絨體重量和強度，提高沉速。

2、水的PH值和堿度影響

+

（1）鋁鹽的水解過程中不斷產生H，從而導致水的PH值。要使PH值保持在最佳范圍以內，水中應有足夠的堿性物質。自然?水中均有肯定的堿度（通

-常是HCO3），它對PH值有緩沖作用。當原水堿度不足或混凝劑投量甚高時，水的PH值將大幅度下降以至影響混凝劑連續(xù)水解。（2）采納三價鐵鹽混凝

3+3+

劑時，由于Fe水解產物溶解度比Al水解產物溶解度小，且氫氧化鐵并非典型的兩性化合物，故適用的PH值范圍較寬。用硫酸亞鐵作混凝劑時，應首先將二價鐵氧化成三價鐵方可。（3）高分子混凝劑的混凝效果受水的PH值影響較小因此，要投加堿劑（如石灰）以中和混凝劑水解過程中產生的氫離子。

3、水中懸浮物濃度的影響

（1）水中懸浮物的濃度很低時，顆粒碰撞速率大大減小，混凝效果差。（2）水中懸浮物的濃度很高時，為使懸浮物達到吸附電中和脫穩(wěn)作用，所

需鋁鹽或鐵鹽混凝劑量將相應大大增加改善措施：（1）在投加混凝劑的同時投加高分子助凝劑。

（2）投加礦物顆粒（如粘土等）以增加混凝劑水解產物的凝聚中

心，提高顆粒碰撞速率并增加絮凝體密度。

（3）采納直接過濾法。4、共存雜質的種類和濃度

共存雜質包括有利于絮凝的物質和不利于混凝的物質。5、混凝劑的影響

即混凝劑種類的選擇和投藥量值的確定。二、為什么投藥量最大時，混凝效果不肯定好？答：投入的藥量應依據(jù)膠體濃度及無機金屬鹽水解產物的分子形態(tài)、荷電性質和

荷電量等而確定。當高分子混凝劑投藥量最大時，會產生“膠體愛護”作用。膠體愛護可理解為：當全部膠粒的吸附面均被高分子掩蓋以后，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