实验三混凝沉淀实验

实验三 混凝沉淀实验

混凝沉淀实验是给水处理的基础实验之一，被广泛地用于科研.教学和生产中。通过混凝沉淀实验，不仅可以选择投加药剂种类.数量，还可以确定其他混凝最佳条件。

一原理：

天然水中存在大量胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能去处的。

清除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫做脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水利条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。直径较大且较密实的矾花容易下沉。自投加混凝剂[]直至形成较大矾花的过程叫混凝。

从胶体颗粒变成较大的矾花是一连续的过程，为了研究的方便可划分为混合反应两个阶段，混合阶段要求浑水和混凝剂快速均匀混合，一般来说，该阶段只能产生用眼睛难以看见的微絮凝体；反应阶段则要求将微絮凝体形成较密实的大粒径矾花。

（配药）

1、配1%的溶液.

2、如果取10mg/l的

100ml烧杯中称取10mg =用移液管移取1ml的1%溶液.

二．实验目的

1.了解混凝的现象和过程，混合及反应的作用。

2.确定水样的混凝剂最佳投量及pH值对混凝效果的影响。

三．仪器设备及药品

混凝搅拌机一台，浊度仪一台，酸度/离子计一台，电子调速搅拌机一台，秒表（平表也可）一块，温度计，1000ml烧杯，100ml烧杯，移液管，吸耳球，1000ml量筒，混凝剂（硫酸铝或碱式氯化铝），氢氧化钠，盐酸等。

四．实验组织

实验分6小组，每组6人。

五．实验步骤

1. 熟悉搅拌机操作步骤，选择适宜的混合搅拌转速（300转/分），混合时间30秒，反应搅拌转速100转/分，反应时间10分钟，慢速搅拌转速50转/分，反应时间10分钟。

2. 测定水样的温度，浊度及pH值，将水样分为3桶，每2组用一桶，除1,2组外，其他四组分别用NaOH或HCl对水样的pH进行调整（pH约等于10，5.5，8.5）并记录调整后的pH值。

3. 在烧杯中分别注入混合均匀的水样800mL，将烧杯装入搅拌机，注意应使搅拌叶片位于烧杯的中央。

4. 根据水样的水质，选择各个烧杯的投药量（各组相同号的烧杯分别用相同的投药量），并将药液投入投药试管里，准备投加。

5. 将搅拌机板面上的旋钮调至预定位置。

6. 合上搅拌机电源开关，将水样搅拌均匀，随后倒入混凝剂，此后搅拌机即按预定的转速和时间工作，反应时间到后，自动停止工作，并自动提起叶片。注意矾花的形成过程和松散程度，并进行记录。

7. 搅拌停止后既进行静沉，10分钟后取各烧杯的水样测定其浊度和pH值。

8. 将有关的实验数据分别记录表I .II中。

六．注意事项

1.取样时，必须将水样混合均匀，以保证各个烧杯中的水样性质相同。

2.从烧杯中吸出澄清水时，应避免搅动已经沉淀的矾花。

七 .实验报告参考格式

混凝实验表I

实验日期＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验人＿＿＿＿＿＿＿＿

水样名称＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿取样日期＿＿＿＿＿＿＿＿

取样地点＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

（一）原水水质

浊度＿＿＿＿＿＿度，水温＿＿＿＿＿＿，pH值＿＿＿＿＿＿＿＿

（二）实验控制数据

混合时间＿＿＿＿＿＿min，搅拌速度＿＿＿＿＿＿r/min.

反应时间＿＿＿＿＿＿min，搅拌速度＿＿＿＿＿＿r/min.

沉淀时间＿＿＿＿＿＿min,

水样体积＿＿＿＿＿＿ml.

混凝剂品种＿＿＿＿＿＿，混凝剂浓度＿＿＿＿＿＿。

实验结果表II

八．实验结果分析

1. 根据六的实验结果绘出投药量----沉淀浊度曲线和同一投药量条件下的pH值---沉淀水浊度曲线以确定最佳投药量和最适合的pH值范围。

2.计算混合反应过程的G、GT值，计算公式为：

G= P=

九.实验要求与结果分析

1、不同原水浊度的硫酸铝最佳投量

备注：取静止沉淀30～35min后的上清液浊度作为混凝沉淀效果评价指标。

试根据上表画出不同原水浊度混凝剂最佳投量曲线？

最佳投量与原水浊度的关系？

2．混凝最佳水力条件的确定

以为混凝剂，将加速搅拌速度，快速搅拌时间，慢速搅拌速度, 慢速搅拌时间四个因素，设定为高，中，低三个水平制作成L正反表，对浊度为150NTU的原水进行实验,取静止沉淀30min后的上清液浊度作为混凝沉淀效果的评价指标，确定最佳水利条件。

最佳水力条件确定的L正反表

介绍：

1、正交表

正交表是正反实验设计法中合理安排实验，并对数据进行统计分析的一种特殊表格。常用的正交表有L₄(2³),L₃(2⁷),L₉(3⁴)等

（1）正交表符号的含义：

L——正交表代号

4——正交表的横行数（试验次数）

2——字码数（水平数）

3——正交表的直列数（因素数）

正交表

(2)正交表的两个特点：

a．每一列中，不同的数字出现的次数相等。

b．任意两列中，将同一横行的两个数字看成有序数对（即左边的数放在前，右边的数放在后，按这一次序排出的数对）时，每种数对的次数相等。上表中有序数对共有四种：

（1、1）、（1、2）、(2、1)、(2、2)他们各出现一次。

2、正交实验结果的直观分析

实验进行之后获得了大量实验数据，如何利用这些数据进行科学的分析，从中得出正确结论，这是正交实验设计的一个重要方面。

正交实验设计的数据分析，就是要解决：哪些因素影响大，哪些因素影响小，因素的主次关系如何；各影响因素中，哪个水平能得到满意的结果，从而找出最佳生产运行条件。

直观分析法的具体步骤如下：

1、填写评价指标：

将每组实验的数据分析处理后，求出相应的评价指标值y，并填入正交表的右栏实验结果内。

2、计算各列的各水平效应值k_mf、及极差R值。

k_mf=m列中f号的水平相应指标值之和。

R_m=m列中k_f的极大与极小值之差

3、比较各因素的极差R值，根据其大小，即可排出因素的主次关系，这从直观上很好理解，对实验结果影响大的因素一定是主要因素。所谓影响大，就是这因素的不同水平所对应的指标间的差异大，相反，则是次要因素。

4、比较同一因素下各水平的效应值,能使指标达到满意的值（最大或最小）为较理想的水平值。如此，可以确定最佳生产运行条件。

（例）某一过滤工艺流程，原水浊度约30NTU,水温约22℃。现欲考察沉凝剂硫酸铝投量，助凝剂聚丙烯酰胺投量，助滤剂投加点及滤速对过滤周期平均出水浊度的影响，进行正交实验，每个因素选用三个水平，根据经验及小型实验，混凝剂投量分别为10mg/L、 12mg/L及14mg/L；助凝剂投量分别为0.008mg/L、0.015mg/L及0.03ml/L；助凝剂投点分别为A、 B、C点；滤速分别为8m/h、10m/h及12m/h.。用L₉(3⁴)表安排实验，实验成果及分析如下：