水处理实验指导书6
更新时间:2023-05-29 06:09:01 阅读量: 实用文档 文档下载
水处理试验指导书
水污染控制工程
实 验 指 导 书
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水处理试验指导书
实验六:混凝剂筛选实验
一、实验目的
1、观察混凝现象,加深对混凝理论的理解。
2、筛选最佳混凝剂,并确定该混凝剂的最佳投加量。 二、实验原理
就混凝而言有以下四种机理: (1) 双电层压缩机理
胶粒双电层的构造表明其表面反离子浓度最大,距离胶粒表面越远,反离子浓度越低,最终与溶液浓度相等。当向溶液中投加混凝剂,增加水中反离子,使胶粒扩散层压缩,ξ电位随之降低,斥势能也下降。混凝剂投加量增加,ξ电位降到零,胶粒间斥能消失。此点称为“等电点”,胶体易发生凝聚沉淀。 (2) 吸附电中和机理
吸附电中和作用是指胶粒表面对异号离子有强烈的吸附作用。由于这种作用中和了胶粒部分电荷,降低其静电斥力,ξ电位也隨之减小,因此容易与其它颗粒接近而相互吸附失去稳定性。但与此相反异号离子投加量过大,会使原来带负电荷胶粒变为带正电荷的胶粒,胶粒间会出现斥力和ξ电位增加,此时便发生再稳现象。 (3)吸附架桥机理
吸附架桥作用是离子物质与胶粒的吸附与桥联,也可说成两个同号胶粒,中间由一个异号小胶粒电性相吸而连接在一起。高分子絮凝剂具有线性结构,它们带有能与胶粒表面某些部位起化学变化的化学基团。当二者相互接触时,基团能与胶粒表面发生特殊反应而吸附;高聚物的其他部分则伸展溶液中,可以和另一个胶粒发生吸附,这样高分子聚合物就起到架桥作用,使絮体长大脱稳。若高分子混凝剂量过大,相应的胶粒少,上述高聚物的伸展部分粘连不上第二个胶粒,则时间过长就会被原胶粒吸附在其他部位上,这个高聚合物失去架桥功能,使胶粒处于稳定状态。此时,胶粒产生了再稳现象。 (4)沉析物网捕机理]
当金属盐类(铁或铝盐)、金属氢氧化物与石灰作混凝剂时,经水解后形成大量的氢氧化物固体从水中析出、下沉,它们可以网捕卷带水中胶粒形成絮状物。这种作用基本是一种机械作用,混凝剂投加量与被除去的胶体杂质量成反比,即胶粒越少,投加混凝剂越多,反之则少。
混凝剂用量太大和太小,絮凝性能均不好。这是因为混凝剂用量太小,起不到电中和和吸附架桥作用,也就不能有效降低ξ电位。隨着用量的增大,胶粒表面对异号离子的吸附作用增强,这种作用中和了胶粒部分电荷,降低其静电斥力,ξ电位也隨之减小,因而容易与其它颗粒接近而相互吸附而脱稳。混凝剂用量太大,会使原来带负电荷的胶粒变为带正电荷,胶粒间会出现斥力和ξ电位增加,发生再稳,致使混凝效果反而变差。
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三、实验试剂与仪器 ①六联搅拌器(1台)。 ②分光光度仪(1台)。 ③烧杯(500ml,6只)。
④移液管(1ml、2ml、5ml、10ml各3只)。 ⑤硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O(10g/L)。 ⑥三氯化铁FeCl3·6H2O(10g/L)。 ⑦聚丙烯酰胺(1g/L)。 ⑧注射针筒(50ml)。 四、实验方法及步骤 (1)最佳混凝剂的确定
①用3只500ml的烧杯,分别取200ml原水,将装有水样的烧杯置于搅拌器上。 ②分别向3只烧杯中加入硫酸铝、三氯化铁和聚丙烯酰胺,并每次投加量为5ml,同时进行搅拌(转速150r/min),直到其中一个试样出现矾花,这时记录下每个试样中混凝剂的用量。
③停止搅拌,静置10min.
④用注射针筒取上层清液,用分光光度仪测出透光率并记录数据。 ⑤根据测得的透光率确定最佳混凝剂。 (2)确定混凝剂的最佳用量
①用6只500ml烧杯分别取200ml原水,将装有水样的烧杯置于搅拌器上。 ②采用(1)中选定的混凝剂,按不同的投量(0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml)分别加到6只装有原水样的烧杯中。
③启动搅拌器,快速搅拌0.5min(300r/min),中速搅拌3min(150r/min),慢速搅拌5min(70r/min)。
④停止搅拌,静置10min。用注射针筒公元前50ml上清液,测定透光率,并记录数据。
五、实验结果
表1 三种混凝剂透光率测定数据记录表
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表2 某种混凝剂用量的最佳选择数据记录表
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