混凝实验报告建筑环保行业_建筑-环保行业.pdf

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1、混凝实验报告 混凝实验报告/正交设计 一、实验目的 1、通过实验观察混凝现象加深对混凝理论的理解。2、选择和确定最佳混凝工艺条件。二、实验原理 天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度。我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度。水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒。胶体间静电斥力、胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作用的存在使得它具有分散稳定性。混凝剂的加入破坏了胶体的散稳定性使胶粒脱稳。同时混凝剂也起吸附架桥作用使脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚成较大的絮状体,矾花,。由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清。由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过

2、程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依靠原水和混凝实验来决定。混凝实验的目的即在于利用少量原水、少量药剂。三、实验仪器及设备 1.1000 ml烧杯 1 只 2.500 ml矿泉水瓶 6 只 3.100 ml烧杯 2 只 4.5 ml移液管 1 只 5.400 ml烧杯 2 只 6.5ml 量筒 1 台 7.吸耳球 1 个 8.温度计,0-50?,1只 9.100 ml量筒 1 个 10.10 ml;量筒 1 只 四、实验试剂 本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度 2g/L 800ml,以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度 0.05g/L 500 ml。三氯化铁用量 2g阴离子聚丙烯酰胺用量

3、0.0250 g 五、实验步骤 ,一,配置药品 1、用台秤称取 2g 三氯化铁溶解配置 1000 ml 三氯化铁配制浓度 2 g/L,用电子天平称取 0.05g 阴离子聚丙烯酰胺溶解配置 1000 ml 阴型聚丙烯酰胺配制浓度 0.05 g/L。2、测定原水特征。,二,混凝剂最小投加量的确定 1、取 6 个 500 ml 瓶子分别取 400 ml 原水。2、分别向烧杯中加入氯化铁每次加入 1.0 ml 同时进行搅拌直至出现矾花在表 1 中记录投加量和矾花描述。3、停止搅拌静止 10min。4、根据矾花描述确定最小投加量 A。,三,混凝剂的最佳投加量的选择 1、用 6 个 500 ml 瓶子分别

4、取 400 ml 原水。凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置

5、药品用台秤称取三氯化铁溶解配置2、将混凝剂按不同投量,按 4/6A9/6A 的量,分别加入到 400 ml 原水样中利用均分法确定此组实验的六个水样的混凝剂投加量记录在表 2 中。3、搅拌搅拌过程中注意观察矾花的形成过程。4、停止搅拌静止沉淀 10 min 记录矾花描述。5、根据矾花描述求得 B。,四,混凝剂和助凝剂的最佳投加比例的确定 1、用 6 个 500ml 瓶子分别取 400 ml 原水。2、将混凝剂按 2/3B 的投量助凝剂按不同投量,依次按 1/3C6/3C 的剂量,分别加入到 400 ml 原水样中利用均分法确定此组实验的六个水样的混凝剂投加-1 中。量记录在表 3 3、摇匀搅拌

6、搅拌过程中注意观察矾花的形成过程。-1 中。4、停止搅拌静止沉淀 10 min 描述矾花记录在表 3 5、按 14 同样的步骤把混凝剂投加量改为 B、4/3B,数据分别记入表 3-2、3-3。,五,实验数据记录 1、原水特征:温度 25 摄氏度pH在 67 之间。2、测定混凝剂的最小投加量。表 1 混凝剂最小投加量的确定 混凝剂的类型 氯化铁 水样编号 1 2 3 4 5 6 混凝剂加注量 18 19 20 18 16 17,mL,相当剂量,mg/L,90 95 100 90 80 85 结实矾 矾花描述 很细、轻 很细 花3 分较大、实 很细 很细 钟沉底 结论 18 凝工艺条件二实验原理天

7、然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置3、测定混凝剂的

8、最佳投加量 表 2 混凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 氯化铁 助凝剂的类型 阴离子聚丙烯酰胺 助凝剂加注量,mL,0.9 相当剂量,mg/L,0.045 水样编号 1 2 3 4 5 6 混凝剂加注量,mL,12 15 18 21 24 27 相当剂量,mg/L,60 75 90 105 120 135 结实矾结实矾结实矾结实矾花5 花7 花10 矾花描述 很细、轻 花10 分很细、轻 分钟沉分钟沉分钟沉钟沉底 底 底 底 结论 18 4、混凝剂与助凝剂最佳投加比例的确定 表 3-1 助凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 氯化铁 助凝剂的类型 阴离子聚丙烯酰胺 混凝剂加注量,mL,12 相

9、当剂量,mg/L,60 水样编号 1 2 3 4 5 6 助凝剂加注量,mL,0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 相当剂量,mg/L,0.015 0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 结实矾结实矾结实矾花6 较大矾较大矾较大矾矾花描述 花5 分花5 分分钟沉花 花 花 钟沉底 钟沉底 底 表 3-2 助凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 氯化铁 助凝剂的类型 阴离子聚丙烯酰胺 混凝剂加注量,mL,18 凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电

10、斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置相当剂量,mg/L,90 水样编号 1 2 3 4 5 6 助凝剂加注量,mL,0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 相当剂量,mg/L,0.015

11、0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 结实矾结实矾结实矾花9 较大矾较大矾矾花描述 花6 分花8 分大、实 分钟沉花 花 钟沉底 钟沉底 底 表 3-3 助凝剂最佳投加量的确定 混凝剂的类型 氯化铁 助凝剂的类型 阴离子聚丙烯酰胺 混凝剂加注量,mL,24 相当剂量,mg/L,120 水样编号 1 2 3 4 5 6 助凝剂加注量,mL,0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 相当剂量,mg/L,0.015 0.03 0.045 0.06 0.075 0.09 结实矾结实矾结实矾花11 较大矾矾花描述 花7 分花9 分大、实 很轻 分钟沉花 钟沉底 钟沉底 底 六、数据

12、处理及结果分析 分析表一知混凝剂最小投加量是 18ml相当剂量 90mg/l。分析表二知混凝剂最佳投加量是 18ml相当剂量 90mg/l。分析表三知助凝剂最佳投加量是 0.3ml 相当剂量 0.015ml。最佳投加比例是 60:1。七、试验误差分析 本实验操作时震荡的时间不够长没摇匀影响了实验结果的准确性如最小投加量的测定。另外实验用水大颗粒悬浮物没有过滤影响了实验的观察。今后的事件中我组人员需更加认真负责更加有耐心。五、实验数据处理 1、实验记录表:凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带

13、负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置混凝沉淀实验记录 水样编号 1 2 3 4 5 6 水样光密度 0.092 o 温度,C,17 PH 11.12 mL 0.6 1.5

14、2.4 3.3 4.1 5.0 投药 量,mg/L,9.0 22.5 36.0 49.5 61.5 75.0 初矾花时间 无 425 220 102 56 54 矾花沉淀情况 无 少量沉淀 较明显 较明显 明显 明显 沉淀后PH值 10.66 10.06 9.30 8.54 7.04 6.57 吸光度 A 0.117 0.103 0.083 0.073 0.028 0.030 2、吸光度与投药量关系曲线:3、本实验过程及方法设计中的确有需要加以改进之处原因是:改进的建议是:六、思考题 1、影响混凝的主要因素是水温 T,PH,电动搅拌器转速 n,混凝剂的量,水中杂质的成分、性质及浓度。2、混凝剂

15、投加的量过大效果不一定好的原因是 3、若实验有混凝剂投加量和最佳 PH两个因素的变化对混凝效果应该采取正交实验设计此实验如下表:凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用

16、三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置正交实验表 混凝剂量 PH ,mg/L,4 5 6 7 8 9 9.0 S1 S7 S13 S19 S25 S31 22.5 S2 S8 S14 S20 S26 S32 36.0 S3 S9 S15 S21 S27 S33 49.5 S4 S10 S16 S22 S28 S34 61.5 S5 S11 S17 S23 S29 S35 75.0 S6 S12 S18 S24 S30 S36 理解:最好按三因素四水平进行正交设计。化学混凝实验 一、实验目的 分散在水

17、中的胶体颗粒带有电荷同时在布朗运动及其表面水化作用下长期处于稳定分散状态不能用自然沉淀方法去除。向这种水中投加混凝剂后可以使分散颗粒相互结合聚集增大从水中分离出来。由于各种废水差别很大混凝效果不尽相同。混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂种类、投加量同时还取决于水的 pH、水温、浊度、水流速度梯度等影响。通过本次实验希望达到以下目的:1、加深对混凝沉淀原理的理解,2、掌握化学混凝工艺最佳混凝剂的筛选方法,3、掌握化学混凝工艺最佳工艺条件的确定方法。二、实验原理 化学混凝的处理对象主要是废水中的微小悬浮物和胶体物质。根据胶体的特性在废水处理过程中通常采用投加电解质、相反电荷的胶体或高分子物质等方法破

18、坏胶体的稳定性使胶体颗粒凝聚在一起形成大颗粒然后通过沉淀分离达到废水净化效果的目的。关于化学混凝的机理主要有以下四种解释。1、压缩双电层机理 凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实

19、验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时就产生静电斥力。加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中从而使扩散层厚度减小。由于扩散层减薄颗粒相撞时的距离减少相互间的吸引力变大。颗粒间排斥力与吸引力的合力由斥力为主变为以引力为主颗粒就能相互凝聚。2、吸附电中和机理 异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚,大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子 电位降低吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。3、吸附架桥机理 吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静

20、电引力、范德华力和氢键力等作用下通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。4、沉淀物网捕机理 当采用铝盐或铁盐等高价金属盐类作凝聚剂时当投加量很大形成大量的金属氢氧化物沉淀时可以网捕、卷扫水中的胶粒水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。这基本上是一种机械作用。在混凝过程中上述现象常不是单独存在的往往同时存在只是在一定情况下以某种现象为主。三、实验材料及装置 1、主要实验装置及设备 ,1,化学混凝实验装置采用是六联搅拌器其结构如图 1 所示。手动双速上升自动调零搅拌 1 搅拌 2 沉淀定时 1 定时 2 转速表下降电源 图 1 化学混凝实验装置 ,2,pHS-2 型精密酸度计,3,COD

21、 测定装置。,4,干燥箱 凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配

22、置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置,5,分析天平 2、实验用水 生活污水、造纸废水、印染废水等。3、实验药品 ,1,混凝剂:聚合硫酸铁,PFS,、聚合氯化铝,PAC,、聚合硫酸铁铝,PAFS,、聚丙烯酰胺,PAM,等,2,COD 测试相关药品。四、实验内容 1、实验方法 取 300mL废水于 500mL烧杯中加酸或碱调整 pH值后按一定的比例投加混凝剂在六联搅拌器上先快速搅拌,转速 200r/min,2min 再慢速搅拌,80r/min,10min然后静置观察并记录实验过程中絮体形成的时间、大小及密实程度、沉淀快慢、废水颜色变化等现象。静置沉淀30min 后于表面 23cm深处取上清液测定其 p

23、H和 COD。2、实验步骤 ,1,最佳混凝剂的筛选 根据所选废水的水质特点利用聚合硫酸铁,PFS,、聚合氯化铝,PAC,、聚合硫酸铁铝,PAFS,、聚丙烯酰胺,PAM,等常规混凝剂进行初步实验根据实验现象和检测结果筛选出适宜处理该废水的最佳混凝剂。,2,混凝剂最佳投加量的确定 利用筛选出的混凝剂取不同的投加量进行混凝实验实验结果记入表1。根据实验结果绘制 COD去除率与混凝剂投加量的关系曲线确定最佳的混凝剂投加量。,3,最佳 pH值的确定 凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒

24、胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置调整废水的 pH值分别为 6.0、6.5、7.0、7.5、8.0 进行混凝实验实验结果记入表 2。根据实验结果绘制 COD去除率与 pH值的关系曲线确

25、定最佳的 pH值条件。,4,考察搅拌强度和搅拌时间对混凝效果的影响 在混合阶段要求混凝剂与废水迅速均匀混合以便形成众多的小矾花,在反应阶段既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让小矾花长大又要防止生成的絮体被打碎。根据本实验装置六联搅拌器的特点通过烧杯混凝搅拌实验确定最佳的搅拌强度和搅拌时间。五、实验结果与讨论 1、不同混凝剂对 COD去除率的影响,2、混凝剂的投加量对 COD去除率的影响,3、pH值对 COD去除率的影响,4、搅拌速度和搅拌时间对 COD去除率的影响,5、混凝最佳工艺条件的确定。6、简述影响混凝效果的几个主要因素。7、为什么投药量大时混凝效果不一定好?表 1 最佳投药量实验记

26、录 第_组 姓名_ 实验日期_ 原水温度_?色度_ pH_ COD_mg/L 使用混凝剂的种类及浓度_ 水样编号 1 2 3 4 5 6 混凝剂投加量(mg/L)矾花形成时间(min)絮体沉降快慢 絮体密实 色度 处理水水质 pH 值 COD(mg/L)凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多

27、故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置快速 搅拌时间搅拌条件 中速 转速(r/min)(min)慢速 沉降时间(min)表 2 最佳 pH值实验记录 第_组 姓名_ 实验日期_ 原水温度_?色度_ pH_ COD_mg/L 使用混凝剂的种类及浓度_ 水样编号 1 2 3 4 5 6 HCL投加量(mg/L)NaOH 投加量(mL)絮体沉降快慢 混凝剂的投加量(mg/L)实验水

28、样 pH值 色度 处理水水质 pH 值 COD(mg/L)快速 搅拌时间搅拌条件 中速 转速(r/min)(min)慢速 沉降时间(min)凝工艺条件二实验原理天然水中存在大量胶体颗粒使原水产生浑浊度我们进行水质处理的根本任务之一则正是为了降低或消除水的浑浊度水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒胶体间静电斥力胶粒的布朗运动以及胶粒表面水化作脱稳后的细小胶体颗粒在一定的水力条件下凝聚较大的絮状体矾花由于矾花易于下沉因此也就易于将其从水中分离出去而使水得以澄清由于原水水质复杂影响因素多故在混凝过程中对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定必需依只移液管只烧杯只量筒台吸耳球个温度计只量筒个量筒只四实验试剂本实验用三氯化铁作混凝剂配制浓度以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂配制浓度三氯化铁用量阴离子聚丙烯酰胺用量五实验步骤一配置药品用台秤称取三氯化铁溶解配置