混凝沉淀实验2015.ppt

I化学混凝法简介 污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质 处理对象主要是污水中无机的或有机的 难于生物降解的 微小悬浮物质和胶体物质 电位离子 反离子 扩散层 胶团边界 滑动面 胶粒 吸附层 胶核 电位 电位 1 胶体的稳定性 一 混凝原理 胶体间的相互斥力不仅与 电位有关 还与胶粒的间距有关 距离越近 斥力越大 而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推进到使范徳华引力发挥作用的距离 因此 胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态 2 混凝原理 1 压缩双电层作用 混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层 使 电位降低 当 电位为零时 称为等电状态 此时胶体间斥力消失 胶粒最易发生聚结 实际上 电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时 胶粒就开始产生明显的聚结 这时的 电位称为临界电位 胶粒因 电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程 称为胶体脱稳 脱稳的胶粒相互聚结 称为凝聚 上述反应中 降低水中H 或H3O 浓度或提高pH 使反应趋向右方 水合羟基络合物的电荷逐渐降低 最终生成中性氢氧化铝难溶沉淀物 当pH 4时 水解受到抑制 水中存在的主要是 Al H2O 3 3 当pH 4 5时 水中有 Al OH H2O 5 2 Al OH 2 H2O 4 及少量 Al OH 3 H2O 3 当pH 7 8时 水中主要是 Al OH 3 H2O 3 沉淀物 但在某一特定pH时 水解产物还有许多复杂的高聚物和络合物同时共存 因为初步水解产物中的羟基OH 具有桥键性质 在由 Al H2O 6 3 转向 Al OH 3 H2O 3 的中间过程中 羟基可将单核络合物通过桥键缩聚成多核络合物 或 两个单羟基络合物通过羟基桥联可缩合成双羟基双核络合物 从上述反应可以看出 三价铝盐发挥混凝作用的是各种形态的水解聚合物 带有正电的水解聚合物 同时起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥的作用 为使硫酸铝达到优异的混凝效果 应尽量使胶体脱稳和吸附架桥作用都得到充分发挥 当混凝剂投放水中后 应立即进行剧烈搅拌 使带电聚合物迅速均匀地与全部胶体杂质接触 使胶体脱稳 随后 脱稳胶体在相互凝聚的同时 靠聚合度不断增大的高聚物的吸附架桥作用 形成大的絮凝体 使混凝过程很好完成 二 混凝剂和助凝剂 1 混凝剂 2 助凝剂 三 影响混凝效果的主要因素 1 水温 2 pH 3 水中杂质的成分 性质和浓度 4 水力条件 四 化学混凝的设备 1 混凝剂的配制和投加设备 1 混凝剂的溶液和配制 混凝剂在溶解池中进行溶解 搅拌 加速药剂溶解 2 混凝剂溶液的投加 2 混合设备 1 水泵混合 2 隔板混合 3 机械混合 3 反应设备 1 隔板反应池 2 机械反应池 II 混凝沉淀实验 一 实验目的 观察混凝现象 从而加深对混凝理论的理解 了解混凝剂的筛选方法 选择和确定最佳的混凝工艺条件 二 实验原理 整个过程经历三个阶段 混合 絮凝和沉淀 混合胶体脱稳混合时间 10 30s 最多不超过 min 絮凝生成矾花保证足够的絮凝时间 沉淀矾花与水分离停止搅拌 静置 三 实验仪器及试剂 1 仪器 1 1000ml量筒2个 2 1000ml烧杯6个 3 10ml移液管5个 4 光电式浊度仪 5 六联电动搅拌器 6 pH计2 试剂 1 硫酸铝Al2 SO4 3 18H2O 10g L 2 三氯化铁FeCl3 6H2O 10g L 3 盐酸HCl 10 4 氢氧化钠NaOH 10 掌握六联电动搅拌器的使用方法 掌握浊度仪的使用方法 四 实验步骤 1 确定最佳投药量 用量筒量取6个水样于6个1000mL混凝杯中 并测定原水的浊度 pH值及水温 依次向六个加药杯中加入Al2 SO4 3溶液1 2 4 8 10 20mL 按表 设置程序 见实验指导书 搅拌过程中 观察并记录 矾花 形成的过程 矾花 外观 大小 密实程度等 搅拌过程完成后 停机 静沉10min 观察并记录 矾花沉淀的过程 静沉结束后 分别取出100mL上清液 并用浊度仪测出剩余浊度 绘制剩余浊度 投药量曲线 根据同样的方法确定FeCl3的最佳投药量 表1最佳投加量实验记录表原水浊度原水温度原水pH混凝剂Al2 SO4 3水样编号 混凝剂投加量 20矾化形成时间水样剩余浊度 最佳混凝剂投加量 浊度 混凝剂投加量 2 确定最佳pH值范围 另取5个1000mL水样 向水样中加酸或碱调节pH值 依次为4mL 2mL 10 HCl 0mL 2mL 4mL 10 NaOH 快速搅30s 500转 分 用pH计测pH值 按前面确定的最佳投药量加Al2 SO4 3分别于 个加药杯重复2 3 6 绘制剩余浊度 pH值曲线 确定最佳pH范围 表2最佳pH值实验记录表原水浊度原水温度混凝剂混凝剂投加量水样编号 HCl投加量 NaOH投加量 水样pH值矾花形成时间剩余浊度 最佳pH范围 浊度 pH 注意事项整个实验采用同一水样 取水样时搅拌均匀 一次量取 要充分冲洗加药杯 以免药剂沾