混凝沉淀法处理高浊度废水培训资料
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了解影响混凝条件的相关因素。
选择和确定最佳混凝工艺条件,本实验需确定混凝剂的最佳投加量。
实验原理及意义混凝沉淀法所处理的对象,主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。
大颗粒的悬浮固体由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。
但是微小粒径的悬浮固体和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于胶粒带点现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且ζ电位越高,胶粒间距越近,胶粒间的静电斥力则越大;②受水分子热运动的撞击,微粒在水中做不规则的运动,即“布朗运动”;③胶粒之间还存在着相互引力——范德瓦耳斯力。
因此,胶体微粒不能相互聚结,而是长期保持稳定的分散状态。
使胶粒不能相互聚结的另一个因素是水化作用。
由于胶粒带电,将极性分子吸引到它的周围形成一层水化膜。
水化膜同样能阻止胶粒间相互接触,但是水化膜是伴随着胶粒带电而产生的,如果胶粒的ζ电位消除或减弱,水化膜也就随之消失或减弱。
混凝沉淀法是通过向水中投加混凝剂,来破坏细微悬浮物和胶体颗粒在水中形成的稳定体系,使其聚集形成较大的颗粒而沉降,然后再通过在重力沉降法予以分离的过程。
其机理归结起来,可以主要认为是三方面的作用。
压缩双电层作用:在水中投加电解质——混凝剂,能消除或降低胶ζ电位,从而使胶粒碰撞聚结,失去稳定性,脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
废水物理化学教案中的废水的沉淀与混凝作用废水的沉淀与混凝作用废水是指在生产、生活、农业等过程中所产生的含有各种污染物质的水体。
为了净化废水,保护环境,减少污染,常常需要采取物理化学处理方法。
本教案将重点介绍废水的沉淀与混凝作用,以及相应的实验操作和教学内容。
一、实验目的了解废水中悬浮物和胶体的性质,学习使用沉淀和混凝剂对废水进行处理,达到净化废水的目的。
二、实验原理1. 悬浮物:废水中的悬浮物是指粒径较大、密度与水相差较大的固态颗粒。
通过重力沉降,可以使悬浮物从水中分离出来。
2. 胶体:废水中的胶体是指粒径较小、密度与水相接近的固态颗粒。
由于胶体粒子之间的相互作用力较强,使其无法通过重力沉降分离。
3. 沉淀:沉淀是指在废水中加入沉降剂后,使其中的悬浮物通过重力沉降、沉积在水底的过程。
常用的沉降剂有氧化铁、氧化铝等。
4. 混凝:混凝是指在废水中加入混凝剂后,使其中的胶体粒子发生凝聚、结团,形成较大的凝固物,便于后续的沉降。
常用的混凝剂有聚合铝混凝剂、聚丙烯酰胺等。
三、实验操作1. 实验材料:废水样品、氧化铁和聚合铝混凝剂。
2. 实验步骤:(1) 取适量的废水样品,装入试管或烧杯中。
(2) 在其中加入适量的氧化铁,观察悬浮物的沉淀情况。
(3) 将部分废水样品转移到另一个容器中,加入适量的聚合铝混凝剂,观察胶体的混凝情况。
3. 实验结果:(1) 观察到在加入氧化铁后,废水中的悬浮物逐渐沉淀于容器底部。
(2) 观察到在加入聚合铝混凝剂后,废水中的胶体发生凝聚作用,形成较大的凝固物。
四、实验讨论1. 沉淀剂选择:氧化铁和氧化铝是常用的沉淀剂,其选择应根据废水中悬浮物的性质和实际情况进行。
比如氧化铁对含有重金属离子的废水具有较好的沉淀效果。
2. 混凝剂选择:混凝剂的选择要根据废水中胶体的性质和实际情况来确定。
不同的混凝剂对不同的废水具有不同的处理效果。
3. 沉淀与混凝条件:沉淀和混凝的效果会受到废水的pH值、温度、搅拌速度等条件的影响,需要根据实际情况进行调整。
给水排水工程培训课件:混凝(一)混凝是给水排水工程中的一项重要技术,主要用于去除水中的悬浮物和颜色,提高水的浊度和色度指标,以达到给水卫生标准。
本文将围绕混凝这一技术展开讲解。
一、混凝的定义混凝是将水中的杂质通过外源添加混凝剂,使得水中的杂质逐渐逐渐聚集并形成大颗粒物,从而便于沉淀或过滤处理。
混凝剂主要包括无机盐类、有机高分子和颗粒物等。
二、混凝的原理混凝的原理主要是通过混凝剂的作用,将水中的悬浮物和颜色杂质聚集成为较大的颗粒,从而提高水中颗粒物的含量,便于后续的沉淀或过滤处理。
一般情况下,混凝液一般会调整到pH=6~10之间,这样才能够保证混凝效果的最大化。
三、混凝剂1. 无机盐类混凝剂:主要包括氢氧化铝、硫酸铝等,这类混凝剂在水中的溶解度较高,而且容易使水中的颗粒物结成较大的颗粒,便于后续沉淀处理。
2. 有机高分子混凝剂:主要包括聚合铝、聚丙烯酰胺等,这类混凝剂具有很好的成膜性能,可以使水中的悬浮物沉淀成较大的颗粒,便于后续的沉淀处理。
3. 颗粒物混凝剂:主要包括活性炭、二氧化钛等,这类混凝剂可以与水中的有机物质、铁锰等形成复合物,进而沉淀,达到降低浊度和色度的效果。
四、混凝工艺混凝工艺主要包括以下几个步骤:1. 添加混凝剂:将混凝剂按照要求添加到水中。
2. 搅拌混合:通过机械搅拌将混凝剂均匀分布在水中,以便混凝剂与水中的杂质充分接触。
3. 混凝反应:混合后的溶液在一定时间(一般不超过20min)内和混凝剂反应,形成较大的颗粒物。
4. 沉降处理:混凝后的溶液通过静置或重力沉降去除颗粒物。
5. 过滤:如果沉降还不能满足水质要求,还需要通过过滤操作,进一步去除水中的颗粒物。
总之,混凝作为给水排水工程中的一项重要技术,对保障水质安全和卫生具有非常重要的作用。
只有正确选择混凝剂,并掌握好混凝的原理和工艺,才能够确保混凝效果的最大化。
设计实验一混凝沉淀法处理高浊度水一、实验目的1、通过混凝沉淀法处理高浊度废水实验,了解混凝的现象和过程,混合及反应的作用,加深对混凝理论的理解。
2、了解影响混凝条件的相关因素。
3、选择和确定最佳混凝工艺条件,本实验需确定混凝剂的最佳投加量。
二、实验原理及意义混凝沉淀法所处理的对象,主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。
大颗粒的悬浮固体由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。
但是微小粒径的悬浮固体和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于胶粒带点现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且ζ电位越高,胶粒间距越近,胶粒间的静电斥力则越大;②受水分子热运动的撞击,微粒在水中做不规则的运动,即“布朗运动”;③胶粒之间还存在着相互引力——范德瓦耳斯力。
因此,胶体微粒不能相互聚结,而是长期保持稳定的分散状态。
使胶粒不能相互聚结的另一个因素是水化作用。
由于胶粒带电,将极性分子吸引到它的周围形成一层水化膜。
水化膜同样能阻止胶粒间相互接触,但是水化膜是伴随着胶粒带电而产生的,如果胶粒的ζ电位消除或减弱,水化膜也就随之消失或减弱。
混凝沉淀法是通过向水中投加混凝剂,来破坏细微悬浮物和胶体颗粒在水中形成的稳定体系,使其聚集形成较大的颗粒而沉降,然后再通过在重力沉降法予以分离的过程。
其机理归结起来,可以主要认为是三方面的作用。
压缩双电层作用:在水中投加电解质——混凝剂,能消除或降低胶ζ电位,从而使胶粒碰撞聚结,失去稳定性,脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
吸附架桥作用:混凝剂溶于水后,经水解或缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构,可被胶体微粒所强烈吸附,形成肉眼可见的粗大絮凝体,此为絮凝。
网捕作用:混凝剂水解而形成沉淀物过程中,能卷集,网布水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
上述产生微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。
实验2 应用混凝沉淀技术处理污水实验混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂,因混凝剂为电解质,在废水里形成胶团,与废水中的胶体物质发生电中和,形成绒粒沉降。
混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3-10-6mm的细小悬浮颗粒,而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。
废水在未加混凝剂之前,水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻,受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。
颗粒都带有同性电荷,它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒;其次,带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用,形成一层水化壳,有阻碍各胶体的聚合。
一种胶体的胶粒带电越多,其电位就越大;扩散层中反离子越多,水化作用也越大,水化层也越厚,因此扩散层也越厚,稳定性越强。
废水中投入混凝剂后,胶体因电位降低或消除,破坏了颗粒的稳定状态(称脱稳)。
脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。
未经脱稳的胶体也可形成大得颗粒,这种现象称为絮凝。
不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。
按机理,混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网铺四种。
一、实验目的通过本实验,加深对混凝机理的理解,了解影响混凝沉淀的主要因素;通过实验,确定给定所配水样的混凝剂最佳投药量;二、实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质,由于微粒的布朗运动,胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面物质,致使水中这种含浊状态稳定。
向水中投加混凝剂后,由于1、能降低颗粒间的排斥能峰,降低胶粒的ζ电位,实现胶粒“脱稳”;2、同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用;3、网捕作用;从而达到颗粒的凝聚。
混凝是水处理工艺中十分重要的一个环节。
它所处理的对象,主要是水中悬浮物和胶体物质。
混合和反应是混凝工艺的两个阶段,投药是混凝工艺的前提,选者性能良好的药剂,创造适宜的化学和水利条件,是混凝的关键问题。
由于各种原水有很大差别,混凝效果不尽相同。
设计实验一混凝沉淀法处理高浊度水
一、实验目的
1、通过混凝沉淀法处理高浊度废水实验,了解混凝的现象和过程,混合及反应的作用,加深对混凝理论的理解。
2、了解影响混凝条件的相关因素。
3、选择和确定最佳混凝工艺条件,本实验需确定混凝剂的最佳投加量。
二、实验原理及意义
混凝沉淀法所处理的对象,主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。
大颗粒的悬浮固体由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。
但是微小粒径的悬浮固体和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有“稳定性”。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于胶粒带点现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且ζ电位越高,胶粒间距越近,胶粒间的静电斥力则越大;②受水分子热运动的撞击,微粒在水中做不规则的运动,即“布朗运动”;③胶粒之间还存在着相互引力——范德瓦耳斯力。
因此,胶体微粒不能相互聚结,而是长期保持稳定的分散状态。
使胶粒不能相互聚结的另一个因素是水化作用。
由于胶粒带电,将极性分子吸引到它的周围形成一层水化膜。
水化膜同样能阻止胶粒间相互接触,但是水化膜是伴随着胶粒带电而产生的,如果胶粒的ζ电位消除或减弱,水化膜也就随之消失或减弱。
混凝沉淀法是通过向水中投加混凝剂,来破坏细微悬浮物和胶体颗粒在水中形成的稳定体系,使其聚集形成较大的颗粒而沉降,然后再通过在重力沉降法予以分离的过程。
其机理归结起来,可以主要认为是三方面的作用。
压缩双电层作用:在水中投加电解质——混凝剂,能消除或降低胶ζ电位,从而使胶粒碰撞聚结,失去稳定性,脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
吸附架桥作用:混凝剂溶于水后,经水解或缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构,可被胶体微粒所强烈吸附,形成肉眼可见的粗大絮凝体,此为絮凝。
网捕作用:混凝剂水解而形成沉淀物过程中,能卷集,网布水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
上述产生微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。
混凝过程中最关键的是确定最佳混凝工艺条件,因为它涉及的因素很多,如水中杂质的成分和浓度、水温、水质pH、碱度,以及混凝剂的性质和混凝条件等,所以混凝条件较难确定。
由于实验条件,在此,实验温度为室温,水质pH 为自然状态;搅拌速度及时间等水利条件拟定,暂不加考虑。
本实验通过对照及梯度实验确定在该实验条件下混凝剂的最佳投加量。
三、实验设备及材料
1、六联搅拌机(混凝装置简图见图1)1台;
2、浊度计1台;
3、pH计1台;
4、塑料水桶1个;
5、硫酸铝溶液(浓度为6%)1份;
溶液(浓度为5%,用1N盐酸将pH调至3)1份;
6、FeCl
3
7、自配高浊度水(浊度在800NTU以上)1份;
8、移液管(1mL、5mL、10mL、)1支;
9、1000mL量筒1个;
10、200mL烧杯1个;
11、吸耳球1个;
12、吸水纸、绒布若干;
13、电子天平(200g/0.01g)1台。
图1 六联搅拌机(混凝装置)简图
四、实验步骤
1、熟悉六联搅拌机、浊度计、pH计的使用。
2、用200mL量筒量取200mL水样至200mL烧杯中。
3、记录实验室温,测定原水浊度及pH。
4、确定原水中能形成矾花的近似最小混凝剂投加量(本次试验选择硫酸铝溶液为混凝剂)。
用玻璃棒慢速搅拌200mL烧杯中的原水,用移液管每次增加0.1mL 混凝剂直至出现矾花为止。
记录这时的混凝剂投加量作为形成矾花的最小混凝剂投加量。
5、确定该实验条件下混凝剂的最佳投加量。
①用1000mL量筒量取6份1000mL水样至六联搅拌机的6个烧杯中。
②根据步骤4得出的形成矾花的最小混凝剂投加量,依次按其投加量的0,25%,50%,100%,150%,200%剂量移至与六联搅拌机1-6号烧杯对应的投药试管中,记录各投加量,并统一用清水定容至10mL。
③保持各烧杯中各搅拌叶片的位置相同,搅拌机设置第一档(混合搅拌)40秒350 r/min,第二档(反应搅拌)15分钟100 r/min。
启动搅拌机,快速运转(350 r/min),10秒后,投药。
④搅拌过程中,注意观察并记录矾花形成的过程、矾花大小、密实程度。
⑤搅拌过程完成后,静置15分钟,注意观察并记录矾花沉淀情况,
⑥沉降时间到达后,取各烧杯中的上清夜,测定并记录其剩余浊度及相应pH。
五、实验结果处理及分析
1、将原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后水样剩余浊度及pH计入表1。
2、以沉淀后水样剩余浊度为纵坐标,混凝剂投加量为横坐标,给出剩余浊度与投加量关系的曲线,并求出最佳混凝剂投加量。
3、以沉淀后水样pH为纵坐标,混凝剂投加量为横坐标,给出沉淀水pH与投加量关系的曲线,并分析其规律。
数据整理如下:
混凝剂名称:硫酸铝溶液混凝剂浓度:6%
原水浊度:原水pH:
水样体积:最小投加量:
混合搅拌转速:350 r/min 混合搅拌转速:350r/min
混合搅拌时间:40s 混合搅拌时间:15min
沉降时间:15min
表1 混凝剂最佳投药量实验记录
六、参考书目
[1] 高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程(下册)[M].第四版.高等教育出版社,2015.04
[2]彭党聪.水污染控制工程实践教程.第二版. 化学工业出版社,2011.05
[3]楼菊.环境工程综合实验. 浙江工业大学出版社,2009.04
[4]仉春华,孙红杰,安晓雯.环境工程实验基础.东北大学出版社,2008.08
[5]宋志伟,李燕.水污染控制工程.中国矿业大学出版社,2013.07。