一、實(shí)驗目的
1.觀(guān)察混凝現象及過(guò)程,掌握混凝的凈水機理及影響混凝效果的主要因素。
2.針對某一廢水,由學(xué)生在給出的三種混凝劑中任選兩種,實(shí)驗比較后確定自己認為合適的混凝劑。
3.確定每種混凝劑的最佳投藥量、pH值、攪拌速度及其他等三種操作條件。
二、實(shí)驗要求
1、 學(xué)生學(xué)會(huì )測試不同廢水的濁度水質(zhì)指標;
2、根據廢水水質(zhì)選擇所用的混凝劑類(lèi)型;
3、根據實(shí)驗結果計算出所選混凝劑對廢水的去除效率;
4、實(shí)驗前先由學(xué)生自己設計實(shí)驗方案,然后根據實(shí)際提供的實(shí)驗設備與試劑調整自己的方案并執行,得出自己的結論。鍛煉分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、實(shí)驗原理
根據研究,膠體微粒都帶有電荷。天然水中的粘土類(lèi)膠體微粒以及污水中的膠態(tài)蛋白質(zhì)和淀粉微粒等都帶有負電荷。微粒一般由膠核、固定層和擴散層組成。膠核和固定層一般稱(chēng)為膠粒,膠粒與擴散層之間有一個(gè)電位差,此電位稱(chēng)為ζ電位。膠粒在水中受幾方面的影響:①帶相同電荷的膠粒之間產(chǎn)生的靜電斥力;②為例在水中作的不規則運動(dòng),即“布朗運動(dòng)”;③膠粒之間的范德華引力;④水化作用,由于膠粒帶電,將極性水分子吸引到它的周?chē)纬梢粚铀?,水化膜同樣能阻止膠粒間相互接觸。因此膠體微粒不能相互聚結而長(cháng)期保持穩定的分散狀態(tài)。投加混凝劑能提供大量的正離子,可以壓縮雙電層,降低ζ電位,靜電斥力減少,水化作用減弱;混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結構,在膠粒與膠粒之間起吸附架橋作用,也有沉淀網(wǎng)捕作用。這樣投加了混凝劑之后,膠體顆粒脫穩后相互聚結,逐漸變成大的絮凝體后沉淀。
四、實(shí)驗所需儀器、設備、材料(試劑)(黑體,小4號字)
六聯(lián)或磁力攪拌器1臺
pH酸度計1臺 或pH 試紙
光電濁度計1臺
溫度計1支
250ml燒杯6個(gè)
2000ml燒杯1個(gè),1000ml量筒1個(gè)
針管 和移液管各1個(gè)
FeCl3、 Al2(SO4)3、FeSO4、 NaSiO3 各1瓶
30%的NaOH溶液和10%HCl溶液500ml各1瓶
五、實(shí)驗預習要求、實(shí)驗條件、方法及步驟
預習部分:
1. 查閱混凝處理工藝的相關(guān)章節,了解混凝的凈水機理及影響混凝效果的主要因素。
2. 了解常用的混凝劑的名稱(chēng)、特性。
3. 了解水凈化實(shí)驗研究方法和基本測試技術(shù)。
4. 提交實(shí)驗設計方案,包括實(shí)驗目的、裝置、步驟、計劃、測試項目和測試方法等內容。
實(shí)驗部分:
1. 根據教師給出的具體實(shí)驗設備以及實(shí)驗持續的時(shí)間,執行被審核后的實(shí)驗方案。
2. 記錄實(shí)驗中的現象、數據,并發(fā)現實(shí)驗設備、操作運行、測試方法和實(shí)驗方向等方面的問(wèn)題。
3. 做好實(shí)驗記錄,并對結論進(jìn)行分析,教師簽字確認。
報告部分:
實(shí)驗報告包括下述內容:
(1) 實(shí)驗目的;
(2) 實(shí)驗原理;
(3) 實(shí)驗裝置和方法;
(4) 實(shí)驗數據和數據整理結果;
(5) 實(shí)驗結果討論。
附:實(shí)驗紀錄參考表格
水樣編號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
水樣溫度 | |||||||
投藥量 | /mL | ||||||
mg/L | |||||||
出礬花時(shí)間 | |||||||
礬花沉淀情況 | |||||||
剩余濁度 | |||||||
沉淀后pH值 | |||||||
備注 |
實(shí)驗注意事項
1.確定試驗因素后,選擇合理的試驗設計方法;
2.實(shí)驗中水樣濁度要穩定一致;
3.混凝過(guò)程中加藥量要準確;
4.混凝攪拌后的靜沉時(shí)間要保證;
5.測濁器皿要清潔;
6.觀(guān)察記錄要及時(shí)。
六、思考題
1 為什么最大投藥量時(shí),混凝效果不一定好?
2 助凝劑的作用是什么?