利用混凝沉淀和吸附对受污染地表水进行处理

一   实验目的

1混凝、吸附方法对污水进行间歇性处理的技术参数确定。

2对污水物理处理制定初步的技术方案。  

二   实验原理

较浑浊并带有臭味的地表水中通常会含有不易自由沉淀的胶体态颗粒和有机物厌氧降解的小分子物质，利用混凝沉淀和活性炭吸附可很好的对这两种污染物进行去除，混凝可使胶体颗粒凝聚成大颗粒下沉与分离，活性炭可吸附臭味的小分子有机物，经过这两种方法处理后，地表水可变澄清并消除臭味。但对于具体的污染水样，需要确定混凝剂的最佳投加量、混凝反应的pH、水流速度梯度及最佳活性炭的用量和吸附反应时间。

三   实验装置与设备

 1 实验设备及仪器仪表

    混凝试验搅拌机  ZR4-6 型    1  台

    分光光度计    1 台

    酸度计          pH－3 型    1 台

    烧杯           1L 6个，100mL 6 个， 200mL 6个

    量筒             1000mL、500mL各 1 个

    移液管    1、2.5、10mL    各 2 支

注射针筒：100mL、50mL各2个、温度计、秒表、卷尺等。

抽滤装置及滤膜

康氏振荡器一台。

    250mL的塑料瓶6个。

COD测定分析成套装置6套。

25L带盖扁塑料桶2个，80L圆形敞口塑料桶1个。

  2 实验药品

聚合氯化铝[A12(OH)mC16-m]、盐酸 HCI、氢氧化钠 NaOH分别配制成10g/L水溶液。粉末活性炭80℃烘24小时。

COD测定药品及配制溶液。

受污染河涌水（COD>100）

    四   实验步骤

 1 取广州较典型污染河涌水50L，在白色塑料桶中静沉2天，砂粒等较粗大颗粒沉入底部，取上层水测定其浊度和COD（测定方法见附录）、pH、温度。

2 选择聚合氯化铝作为混凝剂对其进行混凝沉淀处理，通过混凝实验确定混凝剂最佳投药量、最佳 pH值、最佳水流速度梯度3个参数。

 （1）最佳投药量实验步骤

1）．形成矾花所用的最小混凝剂量，取200mL水样于1L烧杯中，在搅拌机上进行慢速搅拌(40r/min)，向其中分次投加混凝剂聚合氯化铝溶液，从0.5mL开始，每次增加 0.5mL 直至出现矾花为止，记录混凝剂投加总量即是形成矾花的最小投加量。

2）．用6 个1L的烧杯，分别放入 1L 原水，然后编号，置实验搅拌机平台上，根据形成矾花最小混凝剂投加量，取其1／4 作为 1 号烧杯的混凝剂投加量，取其 2 倍作为 6 号烧杯的混凝剂投加量，用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出 2-5 号烧杯混凝剂投加量，把混凝剂分别加入 1—6 号烧杯中。

3）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟、 转速约 250r/min： 中速搅拌 6分钟， 转速约 100r/min；慢速搅拌 6分钟、转速约 40r/min。

4）．关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀 5 分钟，用 50mL 注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约 100mL)放入 200mL 烧杯内，立即用分光光度计测定浊度，(每杯水样测定三次)，记入表 1-1 中，以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标．绘出浊度与药剂投加量关系曲线，从图上求出最佳混凝剂投加量。

(2)最佳 pH值实验步骤(该实验不做）

1）．取6 个 1000mL 烧杯分别放入 1000mL 原水，置于实验搅拌机平台上。

2）．调整1 号烧杯水样使其 pH 值等于 3，其它水样的 pH值(从1 号烧杯开始)依次增加一个 pH值单位。

3）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约 250r/min。随后从各烧杯中分别取出 50mL水样放入三角烧杯，用 pH仪测定各水样 pH值记入表 1-2 中。

4）．用移液管向各烧杯中加入相同剂量的混凝剂．(投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定)．

5）．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约 250r/min：中速搅拌 6分钟，转速约 100r/min

慢速搅拌 6分钟，转速约 50r/min。

6）．关闭搅拌机， 静置5分钟， 用 50mL 注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约 100mL

放入 200mL 烧杯中，立即用分光光度计测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表 1-2 中，求出浊度降低最多的pH即最佳pH，以沉淀水浊度为纵坐标，水样 pH值为横坐标绘出浊度与 pH值关系曲线，从图上求所投加混凝剂的混凝最佳 pH值及其适用范围。

(3)混凝阶段最佳速度梯度实验步骤

1）按照最佳混凝 pH值和投药量，分别调整 6 个装有 1000mL 水样的烧杯中的pH和投加混凝剂，置于实验搅拌机平台上；

2）．启动搅拌机快速搅拌 1 分钟，转速约 250r/min。随即把其中 5 个烧杯移到别的搅拌机上，1 号烧杯继续以 20r/min 转速搅拌 20 分钟。其它各烧杯分别用 55r/min、90r/min、

125r/min、160r/min、200r/min 搅拌 20分钟：

3）．关闭搅拌机，静置 10 分钟，分别用 50mL 注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次

约 100mL)放入 200mL 烧杯中，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表 1-3中； 

4）．测量搅拌桨尺寸。以沉淀水浊度为纵坐标，速度梯度 G值为横坐标绘出浊度与 G值关系曲线，从曲线求出所加混凝剂混凝阶段适宜的 G值。

 3 用3个1L烧杯盛装3L原水按所求得最佳混凝剂投加量、pH、速度梯度进行混凝处理，混凝沉淀后水样抽滤去除沉淀物，滤液进行吸附处理实验。

4 滤液吸附处理参数确定

1）在6个250mL的塑料瓶中分别投加0、50、100、150、200、250mg粉状活性炭。

2) 在每个塑料瓶中投加同200mL的滤液。

3) 测定水温，将塑料瓶放在振荡器上振荡60分钟，基本达到吸附平衡。

4) 过滤各塑料瓶中的污水，测定其剩余COD值，填入记录表2-1。利用用弗罗因德利希(F'reundLich)   对平衡浓度Ce和吸附容量qe进行数据拟合回归，求出参数k和n，得出所使用活性炭对水样中有机物的吸附等温线方程，计算若使经混凝过滤后1L水样中COD降低60%所需活性炭投加量。

5 对1L混凝过滤后的水样按计算量投加活性炭进行吸附处理，利用混凝搅拌机进行快速搅拌1小时后沉淀，测定上清液COD，确定去除率。

   五    实验记录

表1-1水样最佳混凝剂投加量实验记录

结果分析：由上数据可知随着混凝剂投加量的增加，沉淀水的浊度逐渐降低。试验中混凝剂最大投加量尚未达到去除100%的悬浮物，因而可知该实验中混凝剂的最大投加量应该大于8.0ml/L。

表1-1水样最佳混凝速度梯度实验记录

结果分析：根据上表和关系曲线，不难看出，最佳的混凝水流速度为75.9r/min，超过此速度后，混凝的浊度去除率下降。

表2-1 水样吸附实验记录

结果分析：比较吸附前后所得的COD值，发现除了第3个实验组是有所下降的，其他4组都明显升高了，而且不成比例升高。导致数据异常的原因可能是测定COD的过程中出现某些差错，例如消煮时间不统一；也可能是，过滤上清液过程中，残留了较多的活性炭粒子，以致把活性炭中的还原性物质也消煮进来了。

六  注意事项：

1．在最佳投药量、最佳 pH 值实验中，向各烧杯投加药剂时希望同时投加，避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊。

2．在最佳 pH实验中，用来测定 pH的水样，仍倒入原烧杯中．

3．在测定水的浊度、用注射针筒抽吸上清液时，不要扰动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间间隔尽量减小。

七  实验收获和体会。

由于实验任务比较繁重，实验时间也较长，实际操作过程中自然对我们的实验小组也提出了很高的要求。一方面小组组员必须明确分工，确保每个人都要参与其中，并且为其负责；另一方面，需要对整个实验有一个全面的把握，合理规划任务，分清各项任务的注意点。在这个过程，我们学会了团队合作，懂得依靠每个人顺利完成任务；同时也学会了统筹兼顾，合理分配时间，分配任务，保证实验的顺利完成。

通过这次的实验，我们进一步提升了实验的技能，培养了严谨的实验思维。实验过程中，我们重温课堂上水污染的混凝吸附理论，加深了水污染一级处理的印象，巩固了知识。同时，通过各项实验操作，也提高了我们实验操作水平。

 

第二篇：水处理综合实验报告

水处理综合性实验

班级：

姓名： 周 琪

小组成员：组长:王伟华TEL :151xxxxxxxx 日期：

测定混凝剂FeSO4处理水产废水最佳pH

一：摘要 水产废水含有大量的胶体和微小的悬浮物，本次实验通过混凝剂硫酸亚铁处理这些物质，利用压缩双电层，吸附架桥，卷捕作用，可以达到澄清水质的效果。

关键字：水产废水、混凝剂、硫酸亚铁

二：前言

混凝剂硫酸亚铁投入在偏碱性的污水中将发生水解反应，产生亚铁离子和氢离子。若水中的碱度不够，将会抑制亚铁离子的水解，造成污水处理的效果不明显。若水中的碱度适宜，产生的亚铁离子将会减弱胶体的总电势，在布朗运动作用下，胶体将会发生凝聚作用而沉淀。另一方面在水解产生的氢氧化亚铁的吸附架桥作用下，微小的悬浮颗粒物将得到去除。 通过氢氧化钠和盐酸的调节，将第一批六组水样pH分别调至7.5，8.0，8.5，9.0，9.5，10.0，10.5，后加入相同剂量的混凝剂，经过混合和反应之后。第二批视第一批的效果，若效果好不用做，效果差则做第二批实验。以前后变化的浊度为纵坐标，pH为横坐标画图，求出最佳pH值 。 文献资料：

1 水产废水的危害：a.水产废水流入河流、湖泊等会加剧水体的富营养化。

b.水产废水的浊度高，流入水体中会影响自然水体的澄清度，间接的影响水体中的藻类的光合作用，降低水体含氧量。

c.水产废水的化学需氧量高，流入自然水体中在特定条件下会降低自然水体的含氧量，释放有害气体，危及水体中的生物生存。

三 实验仪器及药品

1）实验仪器：

无极调速六联搅拌机一台、250ml烧杯六个、洗耳球一个、玻璃棒一根、100ml量筒、胶头滴管、浊度仪、pH计、温度计、小烧杯两个。

2）药品及配制方法:

200ml 0.1mol/l的盐酸，移液管准确移取1.71ml质量分数为36.5%浓盐酸，加蒸馏水配成200ml。

200ml 0.1mol/l的氢氧化钠，用天平准确称取0.8g的氢氧化钠,加蒸馏水水配成200ml。

35mg/l的硫酸亚铁，用天平准确称取7mg的硫酸亚铁，加蒸馏水200ml溶解配成溶液。

0.05M邻苯二甲酸氢钾、0.025M磷酸二氢钾、0.025M磷酸氢二钠、0.01M十水硼酸钠、蒸馏水。

四 实验方案：

1）采取水样及运输

a .所需设备：自制采水器，1.5L矿泉水瓶2个，500ml矿泉水瓶1个。

b .采样点布设：在水产养殖区的进水区、岸边区、浅水区、出水区的水面下0.5米处设置各一个采样点。

c .采取方法：在每个采样点用采水器采取水面下0.5米处的水质500ml，混合装入矿泉水瓶。

d .运输：由采水人员步行带回实验室。

2）设计说明：由于实验是确定混凝剂硫酸亚铁处理水产废水的最佳pH值，为单因素实验，通过控制变量法，变量为pH，不变量为混凝剂的投加量、及有

关水质的因素。查资料可知硫酸亚铁的适合pH值在8.1至10之间。在其之间取六个实验点分别为7.5，8.0，9.0，9.5，10，10.5.通过实验，测定实验前后水样的浊度变化，以水样的pH为横坐标，浊度变化量为纵坐标，画出相关曲线，确定最佳值。

3） 实验步骤

A.取200ml水样于250ml的烧杯中，投加1ml的硫酸亚铁，往后每增加1ml的量，直至出现絮状物。记下已投加的量。接下来的实验最佳投加量以其的1.5倍进行投加。

a.向六个1000ml的烧杯中加入250ml的水样，用浊度仪分别测其浊度，用温度计分别测其温度，用pH计、盐酸、氢氧化钠分别准确调至7.0，8.2，

8.5，8.8，9.5，10，计入数据。

b.同时向六个烧杯中加入混凝剂硫酸亚铁，同时快速200r/min搅拌30秒，中速130r/min搅拌5分钟,慢速70r/min搅拌10分钟。

C.搅拌结束后静置15分钟，后用注射器取其上层清液130ml,用于测其浊度。

d.以每号烧杯中的溶液变化的浊度为纵坐标，其pH值为横坐标，画图。找出最佳pH值。

e.观察图表，最佳值是否合适，若不合适，则在次佳值周围取六个实验点，调至pH值，其他测试步骤同上。

五 实验结果与分析

a.试验前

b.实验过程中

c.实验分析：在探索阶段，配制的硫酸亚铁的浓度为10g/l，实验的最小投加量为4ml,最佳投加量为6ml.向调至的pH的水样中加入相同量的混凝剂后，发现pH大于11的水样呈黄棕色，具体原因是由于水样的碱性太强，加上水样中的氧将亚铁离子氧化成铁离子，其溶液的颜色是黄棕色。不同的pH的混凝剂的处理效果是不一样的，含有的碱度不一样，亚铁离子的水解程度不一样，导致处理效果不同，具体体现在水浊度相异。本次试验的最佳pH为11.4 。

六 实验结论：

(1)通过实验可得最佳pH值为11.4。

（2）用混凝剂硫酸亚铁10g/l处理学院旁的水产废水的最小投加量为4ml.最佳投加量为6ml。

七 参考文献

（1）伊奇德、王利平、王琼，环境工程实验，华中科技大学出版社；

（2）R.A.科比特 主编，环境工程标准手册，科学出版社；

（3）崔玉川、刘振江、张绍怡等编，城市污水厂处理设施设计计算，化学工业出版社 2004；

八 实验小结

本次设计性实验仍然是6人小组的团队实验，有了前面设计性实验的经验，此次实验过程比较顺利，中间也没有出现过多的或是大的失误。实验前我们查阅了相关的资料并整理需要的材料设计实验方案，随后编写了正式的实验方案。通过老师的批准后我们计划星期四上午做实验。

实验前，我们将人员分为了俩组，王伟华、我、鄢海正三人前往学校旁边预设的采样点采集水样，其余三人去实验室配置所需的试剂。由于分工明确，实验的准备工作进行得相当的快捷，在共同的合作下，实验有条不紊的进行着，当然实验中也遇到了一些问题，如ph的调试，这是我们遇到的第一个问题，最后通过老师详细的讲解我们掌握了ph计的使用方法；还有就是在搅拌过程中，由于一些原因，矾花形成的过程和现象并没有得到准确的观察。最主要的问题是在测试6号水样浊度的时候，所得结果与预定的相差较大，通过分析实验的过程，我们分析了误差的原因，并重新配置了6号水样，当然实验结果是令人满意的。 通过这次实验，我了解了混凝剂的处理废水的原理，掌握了实验室各种仪器的使用方法、溶液的配制方法。也明白在实验中团队合作是实验成功的基础，只有建立在成功的基础上我们才能让我们学到的知识通过实验得以施展。