设计性实验指导书

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1、设计性实验指导书一实验名称：混凝沉淀实验实验简介：分散在水中的胶体颗粒带有负电荷，同时在布朗运动及表面水化作用下，处于稳定状态，不能依靠其自身的重力而发生自然下沉，而向这种水中投加混凝剂，通过电性中和或吸附架桥作用，而使胶粒脱稳，颗粒相互凝聚在一起形成矶花。在矶花沉淀过程中，颗粒的大小、形状和密度都有所变化，随着沉淀深度和时间的增长，沉速越来越快。絮凝颗粒的沉淀轨迹是一条曲线，难以用数学方式来表达，只能用实验的数据来确定必要的设计参数。适用课程：水污染控制工程、水质工程学面向专业：环境工程、给水排

2、水工程计划学时：3学时实验分组：4~5人/组开放地点：环保实验楼122室（水质工程学实验室）开放办法：学生到环境工程与市政中心实验室填写预约表进行预约,根据预约时间提前写出设计报告，经指导老师审阅后，开始实验；开放时间：以实验室时间安排为准。一、实验目的及要求：1、加深对混凝沉淀机理的理解；2、了解混凝过程中凝聚和絮凝的作用及其表现特征；3、了解絮体的产主及英聚集增大的基本过程；4、掌握如何进行最佳絮凝剂及最佳混凝条件的确定分析；5、为连续的絮凝实验提供一定的数据基础。二、实验提示设计时须考虑的问

3、题：（1）悬浊液浓度应适合浊度仪的测量范围；（2）选择合适的药品作为混凝剂；（3）反应、混合的强度控制合适。三、实验设计的内容与要求：1.复习絮凝沉淀的原理及方法；2.提出实验设计实施实验的理论依据（实验原理、测量公式）画好实验原理图、拟好实验实验计划和操作的步骤；3.实验前向老师提交实验方案，经老师同意后，方可实施；方案里必须包括最佳混凝剂选择、最佳投药量和最佳PH选择等实验内容；4.设计好实验的数据记录表格；5.对实验的结果进行分析并做出结论；6.完成一份规范的实验报告。四、实验原理与方法胶体

4、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，胶粒的纟电位越高，胶体颗粒的稳定性越高。胶体颗粒的纟电位通过在一定外加电压下带电颗粒的电泳迁移率计算：产_Ktttiii'_HD式中：K——微粒形状系数，对于圆球体K=6;7t——系数，为3.1416；〃水的粘度（Pa-S）,（此取77=10_,PaS）；“颗粒电泳迁移率（如/s/V/cw）；H——电场强度梯度（V/

5、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纟电位约在・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A12（SO4）3）后，生成Al（III）化合物对胶体颗粒的脱稳效果不仅

6、受投量、水中胶体颗粒的浓度影响，同时还受水PH的影响。若PHV4,则混凝剂的水解受到限制，其水解产物中高分子多核多軽基物质的含量很少，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

7、短时间内扩散到整个被处理水体中，起压缩双电层作用，降低胶体颗粒的纟电位，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2mino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。五、可提供的实验设备:实验装置示意图1一一电机2—一烧杯3一

8、一搅拌桨4一一传动齿轮六联搅拌器、光电式浊度仪、PH计、烧杯、移液管（lmk2ml、5ml）、水桶、注射器、NaOH溶液、HCL溶液、滴管、精密PH试纸、普通滤纸。六、实验步骤：1、领取实验所需相关药品及器材；2、领取水样；3、选择二至三种混凝剂配制成实验所需浓度；4、进行实验：（A）、确定最佳混凝剂和最小投药量；（B）、测定最佳混凝剂的最佳投药量；（C）、测定最佳混凝剂的最佳PH值。七、实验要求与预期目标1、学会查阅有关文献，设计并确定一种可行的实验方案；2、提交完整、规范的实验