混凝沉淀实验 设计

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1、混凝沉淀实验设计方案实验名称：混凝沉淀实验设计一．实验目的：1.掌握水处理实验设计的一般方法；2.掌握混凝工艺基本原理，了解针对实际废水采用混凝工艺的参数确定与优化。二．实验原理：胶体颗粒带有一定的电荷，它们之间的静电斥力是胶体颗粒长期处于稳定的分散悬浮状态的主要原因，胶粒所带的电荷即电动电位称电位，电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小及胶体颗粒的稳定性程度，胶粒的电位越高，胶体颗粒的稳定性越高。胶体颗粒的电位通过在一定外加电压下带电颗粒的电泳迁移率计算：式中：——微粒形状系数，对于圆球体；——系数，为3.1416；——水的粘度（Pa·S），（此取）；—

2、—颗粒电泳迁移率（）；H——电场强度梯度（V/cm）；D——水的介电常数D水=8.1。通常，电位一般值在10-200mv之间，一般天然水体中胶体颗粒的电位-30mv以上，投加混凝剂以后，只要该电位降至-15mv左右，即可得到较好的混凝效果，相反，电位降为0时，往往不是最佳混凝效果。投加混凝剂的多少，直接影响混凝的效果。投加量不足或投加量过多，均不能获得良好的混凝效果。不同水质对应的最优混凝剂投加量也各不相同，必须通过实验的方法加以确定。向被处理水中投加混凝剂（如Al2(SO4)3）后，生成Al(Ⅲ6混凝沉淀实验设计方案)化合物对胶体颗粒的脱稳效果不仅受投量

3、、水中胶体颗粒的浓度影响，同时还受水PH的影响。若PH＜4，则混凝剂的水解受到限制，其水解产物中高分子多核多羟基物质的含量很少，絮凝作用很差；如水PH＞8-10,它们就会出现溶解现象而生成带负电荷，不能发挥很好混凝效果的络合离子。水力条件对混凝效果有重大的影响，水中投加混凝剂后，胶体颗粒发生凝聚而脱稳，之后相互聚集，逐渐变成大的絮凝体，最后长大至能发生自然沉淀的程度。在此过程中，必须严格控制水流的混合条件，在凝聚阶段，要求在投加混凝剂的同时，使水流具有强烈的混合作用，以便所投加的混凝剂能在较短时间内扩散到整个被处理水体中，起压缩双电层作用，降低胶体颗粒的电

4、位，而是其脱稳，此阶段所需延续的时间仅为几十秒钟，最长不超过2min。絮凝（混合）阶段结束以后，脱稳的颗粒即开始相互接触、聚合。此阶段要求水流具有由强至弱的混合强度。以一方面保证脱稳的颗粒间相互接触的机率，另一方面防止已形成的絮体被水力剪切作用而打破，一般要求混合速度由大变小，通常可用G值和GT值来反映沉淀的效果，G值一般控制在70～20，GT值为104-105之间为宜。一．实验仪器和装置1——电机2——烧杯3——搅拌桨4——传动齿轮六联搅拌器、光电式浊度仪、PH计、烧杯、移液管（1ml、2ml、5ml）、水桶、注射器、NaOH溶液、HCL溶液、滴管、精密

5、PH试纸、普通滤纸。二．高岭土水的特性：地球上的矿产，主要分为能源矿产、金属矿产和非金属矿产三种类型。高岭土是一种重要的非金属矿产，与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。6混凝沉淀实验设计方案质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。　　高岭土主要由小于2个微米的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，理想的化学式为AL

6、2O3-2SiO2-2H2O，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还有蒙脱石、伊利石、叶腊石、石英和长石等其它矿物伴生。高岭土的化学成分中含有大量的AL2O3、SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O、CaO和MgO等。高岭土悬浊液的最佳混凝pH为7～8,在低投药量时,压缩双电层和吸附电中和是主要的混凝机理,在高投药量条件下,则是卷扫絮凝起主导作用。絮凝体平均粒径和分形维数都随搅拌时间的延长而增大,并最终趋于稳定。在pH=7和以PAC作为混凝剂的条件下,形成的絮凝体最大粒径为0.45mm,对应的分形维数约为1.68。

7、随着投药量的增大,絮凝体分形维数的变化较小,但絮凝体平均粒径显著增加。当投药量过高时,网扫絮凝作用下的絮体结构松散,抗剪切能力差,絮凝体分形维数略有下降(1.60),但絮凝体平均粒径减小明显,降至0.25mm左右。五．实验步骤：（A）确定最佳混凝剂和最小投药量1.测定原水（高岭土水）的特征（水温、PH、浊度）2.确定能形成矾花的最小混凝剂：其方法是：取3个1000ml烧杯，将其置于搅拌仪上，向烧杯中个注入800ml原水，启动搅拌仪，使搅拌仪处于慢速搅拌状态（50r/min），向烧杯中投加已配置的混凝剂（PAM、三氯化铁、硫酸铝），逐次增加0.2ml混凝剂投

8、加量，直至杯中出现矾花为止，此时的混凝投加量即为形成矾花的最小投量