混凝实验报告混凝实验报告/正交设计 一、实验目的一、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 0.0250 g 五、实验步骤五、实验步骤 （一）配置药品（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（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（三）混凝剂的最佳投加量的选择 1、用 6 个 500 ml 瓶子，分别取 400 ml 原水。 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（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 量，记录在表 3-1 中。 3、摇匀，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，描述矾花，记录在表 3-1 中。 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（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。 表表 1 混凝剂最小投加量的确定混凝剂最小投加量的确定 混凝剂的类型氯化铁 水样编号123456 混凝剂加注量 （mL） 181920181617 相当剂量（mg/L）9095100908085 矾花描述很细、轻很细 结实矾 花，3 分 钟沉底 较大、 实很细很细 结论18 3、测定混凝剂的最佳投加量 表表 2 混凝剂最佳投加量的确定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123456 混凝剂加注量（mL）121518212427 相当剂量（mg/L）607590105120135 矾花描述很细、轻 结实矾 花，10 分 钟沉底 结实矾 花，5 分钟沉 底 结实矾 花，7 分钟沉 底 结实矾 花，10 分钟沉 底 很细、轻 结论18 4、混凝剂与助凝剂最佳投加比例的确定 表表 3-1 助凝剂最佳投加量的确定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 相当剂量（mg/L）60 水样编号123456 助凝剂加注量（mL）0.30.60.91.21.51.8 相当剂量（mg/L）0.0150.030.0450.060.0750.09 矾花描述 结实矾 花，5 分 钟沉底 结实矾 花，5 分 钟沉底 结实矾 花，6 分钟沉 底 较大矾 花 较大矾 花 较大矾 花 表表 3-2 助凝剂最佳投加量的确定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 相当剂量（mg/L）90 水样编号123456 助凝剂加注量（mL）0.30.60.91.21.51.8 相当剂量（mg/L）0.0150.030.0450.060.0750.09 矾花描述 结实矾 花，6 分 钟沉底 结实矾 花，8 分 钟沉底 结实矾 花，9 分钟沉 底 较大矾 花 较大矾 花 大、实 表表 3-3 助凝剂最佳投加量的确定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123456 助凝剂加注量（mL）0.30.60.91.21.51.8 相当剂量（mg/L）0.0150.030.0450.060.0750.09 矾花描述 结实矾 花，7 分 钟沉底 结实矾 花，9 分 钟沉底 结实矾 花，11 分钟沉 底 较大矾 花 大、实很轻 六、数据处理及结果分析六、数据处理及结果分析 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： 混凝沉淀实验记录 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： 正交实验表 PH混 凝 剂 量 （mg/L） 456789 9.0S1S7S13S19S25S31 22.5S2S8S14S20S26S32 36.0S3S9S15S21S27S33 49.5S4S10S16S22S28S34 61.5S5S11S17S23S29S35 75.0S6S12S18S24S30S36 理解：最好按三因素四水平进行正交设计。 水样编号123456 水样光密度0.092 温度（oC）17 PH11.12 mL0.61.52.43.34.15.0投药 量（mg/L）9.022.536.049.561.575.0 初矾花时间无4252201025654 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10.6610.069.308.547.046.57 吸光度 A0.1170.1030.0830.0730.0280.030 化学混凝实验化学混凝实验 一、实验目的 分散在水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 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。 调零 上升 下降 定时 1 搅拌 1 转速表 搅拌 2 定时 2 沉淀 双速 电源 自动 手动 图 1 化学混凝实验装置 （2）pHS-2 型精密酸度计； （3）COD 测定装置。 （4）干燥箱 （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 pH 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）