实验一混凝实验
一、实验目的
分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同．混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素．
通过本实验希望达到下述目的；(1)学会求得高浓度悬浮物污水的最佳混凝条件(包括投药量、pH值)的基本方法；(2)加深对混凝机理的理解。
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作用，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。而达到颗粒的凝聚。
三、实验装置与设备
(一) 实验装置
混凝实验装置主要是实验搅拌机。搅拌机上装有电机的调速设备，电源采用稳压电源。
(二) 实验设备及仪器仪表
1.六联搅拌器JJ-4A型 1 台
2.7230G分光光度计1台
3.pH试纸
4.烧杯500mL 6个
5.量筒500mL 1个
6.移液管 5.0 mL、10.0mL
7.滴管、玻璃棒等
四、实验用试剂
在混凝实验中所用的实验药剂可参考下列浓度进行配制：
1.硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O 浓度10g/L
2 .聚丙烯酰胺（PAM）浓度3‰
3 .聚合硫酸铁浓度10g/L
4. 聚合氯化铝浓度10g/L
5 .化学纯盐酸HCI 1+10
6 .化学纯氢氧化钠NaOH 浓度5%
五、实验步骤
混凝实验分为最佳混凝剂选择、最佳投药量、最佳pH值三部分．先进行最佳混凝剂的选择；选择最佳混凝剂后，用该种混凝剂进行最佳投药量实验时，先选定一种搅拌速度变化方式和pH值，求出最佳投药量。然后按照最佳投药量求出混凝最佳pH值。
(一) 浊度标准曲线的绘制及原水浊度的测定
1.用标准浊度贮备液（浊度为400度）配置浊度标准系列，用7230G分光光度计，在680nm波长下，测标准系列的吸光度，记入表1.1中，绘制浊度标准曲线。
2.测定原水水样混浊度。并用pH试纸测其pH值，用温度计测其温度。列入表1.2中
表1.1 浊度标准曲线的绘制
标准浊度溶液编号 1 2 3 4 5 6
浊度
吸光度
表1.2 原水水质指标
指标
原水浊度
pH 水温稀释倍数稀释后的吸光度浊度
（二）最佳混凝剂的确定
1.取4个500mL烧杯，用量筒分别量取300mL水样倒入烧杯中。
2.用滴管分别往4个烧杯中加NaOH（5%），调pH值为8。再往4个烧杯中分别加入硫
酸铝Al2(SO4)3·18H2O（10 g/L）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚合硫酸铁、聚合氯化铝，边加边搅拌，注意观察，并直至出现矾花为止。这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量，记录下该值。
3.静置5分钟，测上清液浊度。则上清液浊度最小值的烧杯所投加的药剂即为最佳混凝
剂，其出现矾花（絮体）的最小投加量为V。
把实验结果记入表1.3中。
表1.3 最佳混凝剂的选择
混凝剂Al2(SO4)3·18H2O PAM(3‰)聚合氯化铝聚合硫酸铁混凝剂投加量（ml/L）
上清液吸光度
剩余浊度
（三）最佳投药量的确定
1. 用6个500mL的烧杯，分别放入300mL原水。
2. 用NaOH（5%），调节各烧杯的pH值为8~9。
3.根据步骤2得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其1／4作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量，用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出2~5号烧杯混凝剂投加量。
4.把以上6个烧杯放在六联搅拌机台上，启动六联搅拌机，调整转速约260r/min。按1步骤计算量分别投加混凝剂于1~6号烧杯中，快速搅拌30秒，转速约260r/min；中速搅拌3分钟，转速约120r/min。
5.关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，用移液管移取烧杯中的上清液，测定浊度，记入表1.4中。
表1.4 最佳混凝剂投加量
水样编号 1 2 3
投药量mg/L
上清液吸光度
剩余浊度
浊度去除率
(四) 最佳pH值的确定
1.取6个500mL烧杯分别放入500mL原水。调整pH值，即调整1号烧杯水样使其pH 值等于5，其它水样的pH值(从1号烧杯开始)依次增加一个pH值单位。
2. 用移液管向各烧杯中加入相同剂量的混凝剂．(投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定)．
3. 把上述六个烧杯置于六联搅拌机台上,启动六联搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约260r/min：中速搅拌3分钟，转速约120r/min。
表1.5 最佳pH值的确定
水样编号 1 2 3 4 5 6
水样pH
上清液吸光度
剩余浊度
浊度去除率
4.关闭六联搅拌机，静置5分钟，用移液管移取烧杯中的上清液，测定浊度，记入表
1.5中。
六、实验结论
（一）浊度标准曲线及原水浊度
根据浊度标准溶液的浊度及其对应的吸光度。并在坐标纸上以浊度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制浊度标准曲线。
2.测定原水吸光度，根据浊度标准曲线查出对应的浊度。
(二) 最佳混凝剂的确定
根据投加不同混凝剂后上清液的吸光度，确定最佳混凝剂。
（三）最佳投药量实验结果整理
以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标．绘出浊度与药剂投加量关系曲线，并从图上求出最佳混凝剂投加量。
(四) 最佳pH值实验结果整理
以上清液浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出浊度与pH值关系曲线，从图上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适用范围。
七、思考题
1.根据最佳投药量实验曲线，分析上清液浊度与混凝剂加入量的关系。
2.本实验与水处理实际情况有哪些差别?如何改进?
八、注意事项
1.在最佳投药量、最佳pH值实验中，向各烧杯投加药剂时希望同时投加，避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊。
2.在测定水的浊度、用移液管吸上清液时，不要扰动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间间隔尽量减小。
