环境监测和水处理实验指导书给学生.docx
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环境监测和水处理实验指导书给学生
实验1水样色度、浊度、酸度和碱度的测定(监测实验)
一目的和要求
(1)了解色度、浊度、酸度和碱度的基本概念。
(2)掌握色度、浊度、酸度和碱度的测定方法。
二原理
水中色度、浊度、酸度和碱度均是衡量水质的重要指标,现将它们的定义和测定方法简述如下:
1.色度
色度是水样颜色深浅的度量。
某些可溶性有机物、部分无机离子和有色悬浮微粒均可使水着色。
水样的色度应以除去悬浮后为准。
色度通常采用铂钴比色法测定,即把氯铂酸钾和氯化钴配成标准色列,与被测水样的颜色进行比较,并规定浓度为1mg/L的铂所产生的颜色为1度。
2.浊度
浊度是表示水中悬浮物对光线通过时所发生的阻碍程度。
它与水样中存在颗粒物的含量、粒径大小、形状及颗粒表面对光散射性等有关。
水样中的泥沙、黏土、有机物、无机物、浮游生物和其他微生物等悬浮物和胶体物质都可使水体浊度增加。
我国采用1L蒸馏水中含有1mg二氧化硅所产生的浊度为1度。
3.酸度
酸度是指水中含有能与强碱发生中和作用的物质的总量,主要来自水样中存在的强酸、弱酸和强酸弱碱盐等物质。
酸度采用氢氧化钠标准溶液滴定水样测得。
通常把用甲基橙作为指示剂滴定的酸度(pH4.3)称为甲基橙酸度或强酸酸度;用酚酞作为指示剂滴定的酸度(pH8.3)称为酚酞酸度或总酸度。
4.碱度
碱度是指水中含有能与强酸产生中和作用的全部物质,主要来自水样中存在的碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物等。
碱度可用盐酸标准溶液进行滴定,其反应为
OH-+H+→H2O
CO32-+H+→HCO3-
HCO3-+H+→H2O+CO2↑
用酚酞作为指示剂的滴定结果称为酚酞碱度,表示氢氧化物中已经中和,CO32-全部转化为HCO3-。
以甲基橙作为指示剂的滴定结果称为甲基橙碱度或总碱度。
通过计算可以求出相应的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧根离子的含量,但对废水、污水等由于其组分复杂,这种计算是没有实际意义的。
酸度和碱度单位常用mg/L表示,现在常以碳酸钙的mg/L表示。
此时1mg/L的酸度与碱度相当于50mg/L的碳酸钙。
三:
仪器与试剂
(1)无色度、浊度水。
将蒸馏水通过0.2µm滤膜过滤。
弃去最初的250mL,以后用这样的水配制色度和浊度的标准溶液。
(2)铂钴标准溶液。
称取1.246g氯铂酸钾(K2PtCl6)及1.000g氯化钴(CoCl2.6H2O),溶于200mL水中,加100mL浓盐酸,转入1000mL容量瓶后用水稀释至刻度,此标准溶液的色度相当于500度。
(3)二氧化硅浊度溶液。
称取约3g纯白陶土置于研钵中,加入少量水充分研钵成糊状,移入1000mL量筒中加水至标线。
充分搅拌后静置24h,用虹吸法先弃去表面5cm深的液层,然后收集500mL中间层的溶液。
取50mL此悬浊液置于已恒重的蒸发皿中,在水浴上蒸干,随后置于105℃烘箱内烘2h,冷却,称量。
求出每毫升悬浊液中含白陶土的质量(mg)。
边摇边振,吸取含250mg白陶土的悬浊液置于1000mL容量瓶中,加水至标线。
此溶液振摇均匀后的浊度为250度。
取此溶液100mL置于250mL容量瓶中,加水至标线得到浊度为100度的标准溶液。
在各标准溶液中加入1g氯化汞保存,防止菌类生长。
(4)碳酸钠标准溶液(0.0100mol/L)。
溶解1.060g预先在270~300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠(Na2CO3,优级纯),并转入1000mL容量瓶中,用无二氧化碳的水(即煮沸后的冷却水,下同)稀释至刻度。
(5)盐酸标准溶液(约0.0200mol/L)。
用水稀释至8.3mL浓盐酸至1000mL,得到0.1mol/L储存溶液。
取此溶液200mL用无水二氧化碳的水稀释至1000mL,并用碳酸钠标准溶液标定其精确浓度,以CHCl表示。
(6)氢氧化钠标准溶液(0.0200mol/L)。
用无二氧化碳的水稀释至20.0mL1mol/L氢氧化钠至1000mL,其精确浓度可用标准锝.0200mol/L盐酸标定,以CNaoH表示。
(7)改良甲基橙溶液(0.1%)。
称取甲基橙1.0g,用500mL水溶解,另称取1.8g蓝色染料二甲苯赛安路FF用500mL乙醇溶解,然后将两种指示剂混合均匀。
在一定体积的0.1mol/L氢氧化钠溶液中加2滴此指示剂,再用0.1mol/L盐酸滴定,检查是否有鲜艳的色度。
如终点颜色呈蓝灰色,可滴加0.1%甲基橙少许;如终点颜色为灰绿色带有红色,可滴加少许蓝色染料,直至有敏锐的终点(既从绿色变为淡灰色)。
(8)酚酞指示剂(0.5%)。
称取0.5g酚酞溶于50mL95%乙醇中,然后用水稀释至100mL。
四:
实验步骤
1、色度的测定
(1)取色度为500度的标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00、10.00、12.00、14.00mL置于100mL比色管中,用水稀释标线。
其色度分别为5、10、15、20、30、35、40、45、50、60、70度。
若封住管口,可长期保存。
(2)取100mL澄清水样(若浑浊,先经离心处理,取上层清夜)盛于100mL的比色管中,与标准铂钴色度系列做目视比色,比色应在自然光线下进行,比色管底部衬一张白纸或白色瓷板,比色管要稍微倾斜,使光线由液柱底部向上透过。
如水样色度超过70度,可用水稀释后比色。
2、浊度的测定
1)浊度为1~10mg/L的水样
(1)吸取浊度为100mg/L的标准溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL置于100mL比色管中,加水至标线,混匀。
其浊度依次为0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0度。
(2)吸取100mL均匀水样置于100mL比色管中,和
(1)配制的标准系列在黑色底板上进行目视比色。
2)浊度为10~100mg/L的水样
(1)吸取浊度为250mg/L的标准溶液0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、80.0、90.0、100.0mL置于250mL容量瓶中,加水至标线,混匀,既得浊度依次为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100度的标准系列,转入250mL具塞的无色玻璃瓶中。
(2)吸取250mL水样,置于250mL具塞的无色玻璃瓶中,摇匀。
将瓶底放在有黑线的白纸上作为判别标志,眼睛从瓶前向后看,记录与水样有同样浊度的标准溶液度数。
如水样超过100度时,需稀释后再测定。
3、酸度的测定
1)酚酞酸度
取100.0mL水样置于250mL锥形瓶中,加入2滴酚酞指示剂,以0.020mol/L氢氧化钠溶液滴定至溶液粉红色不褪,准确读出消耗氢氧化钠溶液的毫升数(V1)。
2)甲基橙酸度
取100.0mL水样置于250mL锥形瓶中,加入2滴改良甲基橙,用氢氧化钠溶液滴定至溶液呈绿色,准确读出消耗氢氧化钠溶液的毫升数(V2)。
4、酸度的测定
取100.0mL水样置于250mL锥形瓶中,加入2滴酚酞指示剂,以0.0200mol/L盐酸溶液滴定至溶液粉红色刚退去,准确读出消耗盐酸溶液的毫升数(V3),随后再加入2滴改良甲基橙,继续用盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为灰色,准确读出消耗氢氧化钠溶液的毫升数(V4)。
五:
数据处理
1、色度
C=
500
式中:
C——水样的色度,度;
M——相当于铂钴溶液用量,mL;
V——水样体积,mL。
2、浊度
C=
式中:
C——水样的浊度,度;
A——稀释后水样的浊度,度;
B——稀释水体积,mL;
V——原水样体积,mL。
3、酸度
酚酞酸度(以CaCO3计)(mg/L)=
甲基橙酸度计(以CaCO3计)(mg/L)=
式中:
V1——酚酞作为指示剂时,NaOH标准溶液的耗用量mL;
V2——甲基橙作为指示剂时,NaOH标准溶液的耗用量mL;
CNaoH——NaOH标准溶液浓度,mol/L;
V——水样体积,mL;
50.05——碳酸钙(
CaCO3)摩尔质量,g/moL。
4、碱度
酚酞碱度(以CaCO3计)(mg/L)=
总碱度(以CaCO3计)(mg/L)=
式中:
V3——酚酞作为指示剂时,Hcl标准溶液的耗用量mg/L
V4——甲基橙作为指示剂时,标准溶液的耗用量mg/L;
CHcl——标准溶液浓度,mol/L;
V——水样体积,mL;
50.05——碳酸钙(
CaCO3)摩尔质量,g/moL。
六:
注意事项
1、色度
(1)pH对色度影响较大,pH高时往往色度加深,故在测量色度时应测量溶液的pH。
(2)当水体受污染,水样的颜色与标准色列不一致时,应用文字描述颜色。
(3)由于氯铂酸钾价格太贵。
也可称取0.5000g铂丝,溶于适量王水中,放置在通风厨内,放在石棉网上加热使铂丝溶解生成氯铂酸,蒸发至干。
加少许盐酸,加热使剩余的硝酸分解,如此反复处理数次。
加入1.000g氯化铂(CoCl2·6H2O)和100mL盐酸,移入1000mL容量瓶内,用纯水定容,所得溶液的色度为500度。
2、浊度
配制浊度标准所用的标准品有硅藻土和高岭土,他们的成分都以Al2O3及SiO2为主,但Al2O3与SiO2的比例却相差很大,而且与产地有关。
用各种高岭土及硅藻土配制的浊度标准液的吸光度相差很大,其结果可相差2~3倍。
(1)水样的浊度也可用光度法进行测定,即在波长为660nm处,用10mm比色皿测定浊度标准液的吸光度,绘制标准曲线,然后在同样的条件下测量水样的吸光度,在标准曲线上查得相应的浊度值。
(2)透光度的含义与浊光度相反,但二者都反映水中杂质对透过光线的阻碍程度。
当对浊度的精确度要求不高时,也可测定水样的透明度,通过透明度与浊度换算表查得浊度。
3、酸度与碱度
(1)水样(尤其是废水和污染水)的酸度及碱度范围很广,测定时样品和试剂的用量、浓度不能统一规定。
表1-1-1列出在不同酸度和碱度范围时,可供选择的样品量和标准溶液的浓度。
表1-1-1
样品范围(以CaCO3计)/(mg/L)滴定标准溶液浓度/(mol/L)样品量/mg
05000.0200100
40010000.020050
50012500.0500100
100025000.050050
100025000.1000100
200050000.100050
4000100000.100025
(2)也可以用电位滴定法进行酸度和碱度的测定,结果以pH和酸、碱消耗量作图计算得到。
此法不受余氯、色度、浊度的干扰并消除个人感官误差。
(3)水样中若有余氯存在,会使甲基橙退色,可加少量0.1mol/L硫代硫酸钠除去。
(4)以酚酞作为指示剂作酸度滴定时,若水样中存在硫酸铝(铁),可生成氢氧化铝(铁)沉淀物,使终点退色造成误差,这时可加些氟化钾掩蔽或将水样煮沸2min,趁热滴定至红色不退。
(5)由于用甲基橙指示剂终点不够明显,故实验采用改良甲基橙(pH3.8)代替甲基橙。
本实验的四项水质指标应作平行测定。
七:
思考题
(1)采集的水样如不不立即进行酸度和碱度测定而长期暴露于空气中,对测定结果有何影响?
(2)影响酸度和碱度测定的因素有哪些?
(3)浊度与悬浮物的质量浓度有无关系?
为什么?
实验2碘量法测定水中溶解氧(充氧能力的测定)(水处理实验)
一目的和要求
(1)了解测定溶解氧(dissolvedoxygen,DO)的意义和方法。
(2)掌握碘量法测定溶解氧的操作技术。
二原理
溶于水中的氧称为溶解氧,当水体受到还原物质污染时,溶解氧即下降,而有藻类繁殖时,溶解氧呈过饱和,因此,水体中溶解氧的变化情况,在一定程度上反映了水体受污染的程度。
碘量法测定溶解氧的原理为:
氢氧化亚锰在碱性溶液中,被水中溶解氧氧化成四价的水合物H4MnO4,但在酸性溶液中四价锰又能氧化KI而析出I2。
析出碘的摩尔数与水中溶解氧的当量数相等,因此可用硫代硫酸钠的标准溶液滴定。
MnSO4+2NaOH→Mn(OH)2↓(白色)+Na2SO4
Mn(OH2)+O2→H2MnO3↓(棕色)→H4MnO4↓(棕色)
2Mn(OH)2+
O2+H2O→2H2MnO3↓(棕色)
2H2MnO3+3H2SO4+2KI→2MnSO4+I2+K2SO4+6H2O
I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6
根据硫代硫酸钠的用量,可计算出水中溶解氧的含量。
三:
仪器与试剂
(1)具塞碘量瓶(250mL或300mL)。
(2)硫酸锰溶液。
称取480gMnSO4∙4H2O溶于1000mL水中,若有不溶物,应过滤。
(3)碱性碘化钾溶液。
称取500g氢氧化钠溶于300—400mL水中,另称取150g碘化钾溶于200mL水中,待氢氧化钠溶液冷却后,将两种溶液混合,稀释至1000mL,储于塑料瓶中,用黑纸包裹避光。
(4)浓硫酸。
(5)3mol/L硫酸溶液。
(6)1%淀粉溶液。
称取1g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,然后加入刚煮沸的100mL水(也可加热1~2min)。
冷却后加0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。
(7)0.025mol/L重铬酸钾标准溶液。
称取7.3548g在105~110℃烘干2h的重铬酸钾,溶解后转入1000mL容量瓶内,用水稀释至刻度、摇匀。
(8)称取6.2gNa2S2O3∙5H2O,溶于经煮沸冷却的水中,加入0.2g无水硫酸钠,稀释至1000mL,储于棕色试剂瓶中,使用前用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法如下:
在250mL碘量瓶中加入100mL水、1.0g碘化钾、5.00mL(0250mol/L)铬酸钾溶液和5m(3mol/L)硫酸,摇匀,加塞后置于暗处5min,用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色,然后加入1%淀粉溶液1.0mL,继续滴定至蓝色刚好消失,记录用量。
平行做3份。
硫代硫酸钠溶液的物质的量浓度c1为
式中:
c2——重铬酸钾标准溶液的物质的量浓度;
V1——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积;
V2——重铬酸钾标准溶液的体积。
四:
实验步骤
(1)将洗净的250mL碘量瓶用待测水样荡洗3次。
用虹吸法取水样注满碘量瓶,迅速盖紧瓶盖,瓶中不能留有气泡。
平行做3份水样。
(2)取下瓶塞,分别加入1.0mL硫酸锰溶液和2.0mL碱性碘化钾溶液(加溶液时,移液管顶端应插入液面以下)。
盖上瓶塞,注意瓶内不能留有气泡,然后将碘量瓶反复摇动数次,静置,当沉淀物下降到瓶底高一半时,再颠倒摇动一次。
继续静置,待沉淀物下降瓶底后,轻启瓶塞,加入2.0mL硫酸(移液管插入液面以下)。
小心盖好瓶塞,颠倒摇匀。
此时沉淀应溶解。
若溶解不完全,可再加入少量浓硫酸至溶液澄清且呈黄色或棕色(因析出游离碘)。
置于暗处5min。
(3)从每个碘量瓶内取出2份100.0mL水样,分别置于2个250mL碘量瓶中,用硫代硫酸钠溶液滴定。
当溶液呈微黄色时,加入1%淀粉溶液1mL,继续滴定至蓝色刚好消失为止,记录用量。
五:
数据处理
溶解氧浓度(mg/L)=
式中:
c1—硫代硫酸钠溶液的物质的量浓度;
V1—消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。
六:
注意事项
(1)水样呈强酸或强碱时,可用氢氧化钠或盐酸溶液调至中性后测定。
(2)水样中游离氯大于0.1mg/L时,应先加入硫代硫酸钠除去,方法如下:
250mL的碘量瓶装满水样,加入5mL3mol/L硫酸和1g碘化钾,摇匀,此时应有碘析出,吸取100.0mL该溶液于另一个250mL碘量瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入1%淀粉溶液1.0mL,再滴定至蓝色刚好消失。
根据计算得到的氯离子浓度,向待测水样中加入一定量的硫代硫酸钠溶液,以消除游离氯的影响。
(3)水样采集后,应加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液以固定溶解氧,当水样含有藻类、悬浮物、氧化还原性物质,必须进行预处理。
实验5化学需氧量的测定——重铬酸钾法(CODcr)(监测实验)
一目的和要求
(1)了解测定COD的意义和方法。
(2)掌握重铬酸钾法测定COD的原理和方法。
二原理
在强酸性溶液中,一定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴,根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银做催化剂时,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物,苯等有机物存在于蒸汽相不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。
氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使之成为络合物以消除干扰,氯离子含量高于2000mg/L的样品应先做定量稀释,使含量降低至2000mg/L以下,再进行测定。
用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值,用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5~50mg/L的COD值,但准确度较差。
三:
仪器与试剂
(1)回流装置。
带250mL锥形瓶的全玻璃回流装置(如取样量在30mL以上,采用500mL锥形瓶的全玻璃回流装置)
(2)加热装置。
电热板或变阻电炉。
(3)50mL酸式滴定管。
(4)重铬酸钾标准溶液(
K2Cr2O7=0.2500mol/L。
称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中,移入1000mL容量瓶,稀释至标线,摇匀。
(5)试亚铁灵指示液。
称取1.485g邻菲罗啉(C12H8N2·H2Ol,10-pHenanthnoline),0.695g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)溶于水中,稀释至100mL,储于棕色瓶内。
(6)硫酸亚铁铵标准溶液[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L]。
称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸,冷却后移入1000mL容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。
临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法:
准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,加水稀释至110mL左右,缓慢加入30mL浓硫酸,混匀。
冷却后,加入3滴亚铁灵指示液(约0.15mL),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
式中:
—硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度,mol/L。
V——硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量,mL。
(7)硫酸—硫酸银溶液。
于2500mL浓硫酸溶液中加入25g硫酸银。
放置1~2d,不时摇动使其溶解(如无2500mL容器,可在500mL浓硫酸中加入5g硫酸银)。
(8)硫酸汞。
结晶或粉末。
四:
实验步骤
(1)10mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至10.00mL)置250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入5.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上慢慢加入15mL硫酸银溶液。
轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
①对于化学需氧量的废水试样,可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂:
于¢15mm×150mm硬质玻璃试管中,摇匀,加热后观察是否变成绿色。
如溶液显绿色,再适当减少废水取样量,直至溶液不变为止。
从而确定废水样分析时应取用的体积。
稀释时,所取废水样量不得少于5mL,如果化学需氧量很高,则废水应多次稀释。
②废水中氯离子含量超过30mg/L时,先把0.2g硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加10.00mL废水(或适量废水稀释至10.00mL),摇匀。
以下操作同实验步骤(1)。
(2)冷却后,用45mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。
溶液总体积不得少于70mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
(3)溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
(4)测定水样的同时,以10.00mL重蒸馏水,按同样操作步骤做空白实验。
记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
五:
数据处理
CODcr浓度(以
计)(mg/L)=
式中:
c——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L;
V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量,mL;
V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量,mL;
V——水样的体积,mL;
8——氧(
)摩尔质量,g/mol。
六:
注意事项
(1)使用0.2g硫酸汞络合氯离子的最高量可达20mg,如取用10.00mL水样,即最高可络合1000g/L氯离子浓度的水样。
若氯离子浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:
氯离子=10:
1(质量分数)。
若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
(2)水样取用体积可在10.00~50.00mL范围之间,但试剂用量及浓度需按表1-5-1进行相应调整,也可得到满意的结果。
(3)于化学需氧量小于50mg/L的水样,应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液,回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
(4)水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5~4/5为宜。
(5)用邻苯二钾酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二钾酸氢钾的理论CODCr为1.176g,所以溶解0.4251g邻苯二钾酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1000mL容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为500mg/L的CODCr标准溶液,用时新配。
(6)CODCr的测定结果应保留三位有效数字。
(7)每次实验时应对硫酸亚铁铵标准溶液进行标定,室温较高时尤其应注意其浓度的变化。
表1-5-1水样取用量和试剂用量表
水样体积
/mL
0.2500mol/L
K2Cr2O7溶液/mL
HgSO4-AgSO4溶液/mL
HgSO4
/g
FeSO4(NH4)2SO4
/(mol/L)
滴定前总体积/mL
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
15
30
45
60
75
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
70
140
210
280
350
七:
思考题
(1)为什么需要做空白实验?
(2)化学需氧量测定时,有哪些影响因素?
混凝沉淀实验(水处理实验)
一实验目的
1、观察混凝现象及过程,了解混凝的净水机理及影响混凝的重要因素。
2、确定某水样的最佳投药量及其相应的pH值。
二实验原理
水中的胶体颗粒,主要是带负电荷的粘土颗粒。
胶粒间的静电斥力,胶粒的布朗运动及胶粒表面的水化作用,使得胶粒具有分散稳定性,三者中以静电斥力影响最大。
向水中投加混凝剂能提供大量的正离子,压缩胶团的扩散层,使ξ电位降低,静电斥力减小。
此时,布朗运动由稳定因素变为不稳定因素,也有利于胶粒的吸附凝聚。
水化膜中的水分子与胶粒有固定联系,具有弹性和较高的粘度,把这些水分子排挤出去需要克服特殊的阻力,阻碍胶粒的直接接触。
有些水化膜的存在决定于双电层状态,投加混凝剂降低ξ电位,有可能使水化作用减弱。
混凝剂水解后形成的高分子物质,或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构,在胶粒与胶粒间起吸附架桥作用,即使ξ电位没有降低或降低不多,胶粒不能相互接触,通过高分子链状吸附胶粒,也能形成絮状体。
混凝过程可分为混合脱稳异向絮凝和同向絮凝等。
由于布朗运动造成的颗粒碰撞絮凝,叫“异向絮凝”;由机械运动或液体流动造成的