水处理试验混凝Word下载.docx

1、1.原水中悬:浮粒子 2.絮状沉淀物 3.残留悬:浮微粒图3沉淀物卷扫作用机理本次实验选择铝系絮凝剂（硫酸铝Al 2（SO4）3）。铝离子在水溶液中 首先形成水合离子，也可以视为水分子作配位体的络合离子，通过水 合离子的酸性离解即水解作用生成氢氧化物或羟基络离子。然后通过 羟基桥联作用，把单核络合物转化为多核羟基络合物，多核络离子可 通过水解使生成物的电荷降低，羟基数增加，生成更高级的多核络合物。水解和羟基桥联作用的交替进行，最终生成聚合度无限大的难溶氢氧化铝沉淀从而达到絮凝作用。Al 2（SO4）3絮凝作用化学反应方程入下：合物。/OH2AI（H2O） （OH） 5 （H2O）4AI （ ；

2、AI（H7O）44+ 2H2OOHZHO 5、I OH （H2O）4AI10。仪器设备：1000ml量筒2个；1000ml烧杯6个;100ml烧杯2个；10ml移液管2个；2ml移液管1个；医用针筒1根；洗耳球1个；光电浊度仪1台；六联搅拌器1台。实验药品：AL 2（SO4）3o五、 实验步骤（1）准备6个已经清洗和用蒸馆水润洗干净的塑料瓶（1000mL） 到嘉陵江大石桥水段的污水排放口取样。（2）采样后，装瓶，迅速运送回实验室进行实验分析。（3）将采样回的污水均匀混合，用1000 mL量筒分别取6个水样 至6个1000 mL烧杯中，总共六组水样，依次贴好标签并在标签上一 次记录 1#, 2#

3、, 3#, 4#, 5#, 6#, 7#。（4） 将配比浓度（C）为20 g/L的AL2（SO4）3分别取出0.5、1.5、 2.5、3.0、3.5、4.0mL 并分别投入 1#, 2#, 3#, 4#, 5#, 6#, 7#水样 中。（5）将配置好的水样置于六联搅拌器下（搅拌时间和程序已按说 明书预先设定好）进行搅拌。（6）絮凝实验搅拌器以500r/min的速度搅拌30s,然后用150r/min 速度搅拌5min,最后以80r/min的速度搅拌10 min。（7）搅拌过程中，观察并记录 矶花”形成的过程以及 航花”的外 观、大小、密实程度等。（8）搅拌过程完成后，停机，静沉15 min,观察

4、并记录矶花”沉 淀的过程。（9）静止15 min后，用医用针筒取出上清液，并用浊度仪测出剩 余浊度，记入表1中。（10）比较第一组6个水样的实验结果，根据 6个水样所测得的 剩余浊度值，以及水样絮凝沉淀时现象观察记录的分析，对最佳投药量所在区间做出判断，缩小实验范围为3.0左右，然后，加药量取2.5、 2.7、2.9、3.1、3.3、3.5 mL 的浓度 C 为 20 g/L 的 AL2（SO4）3。重复以 上实验步骤。六、原始数据记录絮凝剂的投放量与水样的剩余浊度的原始记录见表 1,絮凝过程中矶花形成及沉淀过程描述见表 2表1实验中各个指标的测定数据记录表实验编亏絮凝剂名称AL 2（SO4）

5、3原水浊度10.1（第一次）10.1（第二次）原水温度19原水PH值6.4（第一次）6.4（第二次）水样编勺代号1# a2#Xi3#X24#X35#X46# b第一次投药量mLmg/L0.5101.5302.5503.0603.5704.080剩余浊度沉淀后PH值7.546.43.520.730.610.490.863b第二次mL mg/L2.3462.4482.6522.7542.8560.590.550.630.640.710.82表2实验过程的观察记录表观察记录小结矶花形成及沉淀过程描述第一次1矶花几乎没有形成投药量在3.0mL杠量值的絮凝效果较好2局 5、6水样后出现混浊，矶花小而不密

6、实，数量比 3水样少些，悬浮在水中，沉降慢。3很快出现混浊，矶花大，密实度良好，数量仅次于 4水样，沉降速度快，沉到底并堆积在一起。4很快出现混浊，矶花小，密实度最好，且数量最多，沉速最 快。5局 3、4水样后出现混浊，矶花小，密实度较 4水样差，数量较2水样少，沉速仅快于 1水样6如T 3、4水样后出现混浊，矶花小而密实，数量较小，沉 速较4低，堆积分散。矶花出现较慢，比较细小，形成比较快，沉淀速度较快。各水样的絮凝 效果大致相 同，从表面现 象比较难明确 做出判断絮凝明显，矶花大而密实，数量较多，沉速快，在底层堆积 较集中。絮凝明显，矶花大，在水面集聚较多，沉速不快，在底层堆 积没2水样集

7、中。絮凝明显，矶花较小，数量多，分布分散，沉速较慢，堆积 分散。絮凝明显，矶花小而密实，堆积分散，沉速较慢。帆花出现相对较慢.堆积分散.沉谏最慢。七、数据处理及结果图4和图5分别是第一次和第二次混凝曲线8厂第一次混凝曲线图图4第一次混凝曲线图第二次混凝曲线图图5第二次混凝曲线图八、结果分析和讨论在此次水处理试验中，我们采用了 AL 2（SO4）3絮凝剂对污水进行了 处理，对于我们所取的嘉陵江大师桥段污水排放口的水样来说，其最 佳投药量为50 mg/L ,最佳适用范围为40 mg/L 60 mg/L。而絮凝效 果受以下因素影响：（1）废水性质的影响（2）共存杂质的种类和浓度（3）絮凝剂的影响。水

8、的胶体杂质浓度、 PH值、水温及共存杂质等 都会不同程度地影响絮凝效果。投药量最大时，絮凝效果并不一定是 好的。因为当铝盐投药量超过一定限度时，会产生 胶体保护”作用，使脱稳胶粒电荷变号或使胶粒被包卷而重新稳定。而且投药量大也容 易出现产生大量含水率很高的污泥的问题。根据此次实验结果以及实验中所观察到的现象，影响絮凝效果的 主要因素有：1、 水温影响原因：（1）絮凝剂的水解速度慢，生成的絮凝体细而松，强度小， 不易沉。（2）低温水的粘度大，颗粒沉降速度降低，而且颗粒之间 碰撞机会减少，影响了絮凝效果。改善措施：增加絮凝剂的投量，以改善颗粒之间碰撞条件；投加 助凝剂（如活化硅酸）或粘土以增加绒体

9、重量和强度，提高沉速。2、 水的PH值和碱度影响（1）铝盐的水解过程中不断产生 H+,从而导致水的PH值。要使 PH值保持在最佳范围以内，水中应有足够的碱性物质。天然水中均有 一定的碱度（通常是HCO3-），它对PH值有缓冲作用。当原水碱度不 足或絮凝剂投量甚高时，水的PH值将大幅度下降以至影响絮凝剂继续 水解。（2）采用三价铁盐絮凝剂时，由于 Fe3+水解产物溶解度比Al3+水 解产物溶解度小，且氢氧化铁并非典型的两性化合物，故铝系混凝剂 适用的PH值范围较宽。用硫酸亚铁作絮凝剂时，应首先将二价铁氧化 成三价铁方可。（3）高分子絮凝剂的絮凝效果受水的 PH值影响较小因此，要投 加碱剂（如石灰

10、）以中和絮凝剂水解过程中产生的氢离子。3、 水中悬浮物浓度的影响（1）水中悬浮物的浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小， 絮凝效果差。（2）水中悬浮物的浓度很高时，为使悬浮物达到吸附电中 和脱稳作用，所需铝盐或铁盐絮凝剂量将相应大大增加在投加絮凝剂的同时投加高分子助凝剂；投加矿物颗 粒（如粘土等）以增加絮凝剂水解产物的凝结中心，提高颗粒碰撞速 率并增加絮凝体密度；采用直接过滤法。4、 共存杂质的种类和浓度共存杂质包括有利于絮凝的物质和不利于絮凝的物质。5、 絮凝剂的影响即絮凝剂种类的选择和投药量值的确定。九、思考题和实验注意事项1、 如何根据絮凝曲线图确定药剂的最佳投药量和最佳适用范围？答：根据絮

11、凝曲线图，剩余浊度越小，污水处理的效果越好。由图4科确定药剂的最佳投药量为 50mg/L,最佳适用范围为40 mg/L -60 mg/L。2、 说说絮凝剂AL2（SO4）3的特点、主要优缺点。絮凝剂 AL2（SO4）3的特点：当PH3时，简单水合铝离子 Al（H 2。6）3+可起压缩胶体双电层作用，在 PH= 4.56.0范围内（视絮 凝剂投量不同而异），主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起电性中和 作用，凝聚体比较密实；在 PH= 77.5范围内，电中性氢氧化铝核物Al（OH） 3n可起吸附架桥作用，同时也存在某些羟基配合物的电性中和 作用。天然水的PH值一般在6.57.8之间，铝盐的絮凝作用

12、主要是吸 附架桥和电性中和，两者以何为主，决定于铝盐投加量，当铝盐投加 量超过一定限度时，会产生 胶体保护”作用。絮凝剂AL2（SO4）3的优缺点：精制硫酸铝杂质含量小，价格较贵； 粗制硫酸铝杂质含量多，价格较低，但质量不稳定，增加了药液配制 和废渣排除方面的操作麻烦。采用固态硫酸铝的优点是运输方便，但 制造过程多了浓缩和结晶工序。如果水厂附近就有硫酸铝制造厂，最 好采用液态，这样可节省浓缩、结晶的生产费用。硫酸铝使用方便， 但水温低时，硫酸铝水解较困难，形成的絮凝体比较松散，效果不及 铁盐絮凝剂。3、 在絮凝实验中应注意哪些操作方法，对絮凝效果有什么影响？在絮凝实验中应注意的操作方法及其对絮

13、凝效果的影响如下：1） 在絮凝实验中量取水样时应先搅拌均匀，并且一次量取，以此 来减少取样浓度上的误差；2） 移取药液时应尽量做到精确。加药量在药液少时，要掺点蒸馆 水摇匀，以免沾在试管上的药液过多，影响投药量的精确度；3） 在白动加药后，要有蒸馆水冲洗加药的试管两次，以确保投药 量的精确，而且冲洗的速度要快，因为搅拌时间是有限定的，这一系 列的程序也是有一定要求并事先已设定好的，速度快才不会影响实验 的顺利进行；4） 移取烧杯中的沉淀水上清液时，要用相同的条件取上清液，不 要沉下去的矶花搅拌起来，以确保所测浊度的精确性。4.为什么投药量最大时，絮凝效果不一定好？投入的药量应根据胶体浓度及无机

14、金属盐水解产物的分子形 态、荷电性质和荷电量等而确定。当高分子絮凝剂投药量最大时，会 产生 胶体保护”作用。胶体保护可理解为：当全部胶粒的吸附面均被 高分子覆盖以后，两胶粒接近时，就受到高分子的阻碍而不能聚集， 这种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。排斥力可能来源于 胶粒-胶粒”之间高分子受到压缩变形而具有排斥势能，也可能由于高分子之间 的电斥力（对带电高分子而言）或水化膜。而且投药量大也容易出现 产生大量含水率很高的污泥的问题。这种污泥难于脱水，会给污泥处 置带来很大困难。所以投药量最大时，絮凝效果不一定是好的，应该 根据具体废水的性质以及共存杂质的种类和浓度，通过实验，选定出 适当的絮凝剂种类与投加的剂量。