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时间:2020-03-17
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1、环工实验指导书范文 实验一混凝 一、实验目的 1、了解混凝的现象及过程,净水作用及影响混凝的主要因素; 2、学会求水样最佳混凝条件(包括投药量、pH值、水流速度梯度)的基本方法; 3、了解助凝剂对混凝效果的影响。 二、实验原理胶体颗粒带有一定电荷,它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。 胶体表面的电荷值常用电动电位ξ表示,又称为Zeta电位。 Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。 一般天然水中的胶体颗粒的Zeta电位约在-30mV以上,投加混凝剂之后,只要该电位降到-15m
2、V左右即可得到较好的混凝效果。 相反,当Zeta电位降到零,往往不是最佳混凝状态。 投加混凝剂的多少,直接影响混凝效果。 水质是千变万化的,最佳的投药量各不相同,必须通过实验方可确定。 在水中投加混凝剂如Al2(SO4) 3、FeCl3后,生成的Al(III)、Fe(III)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响,还受水的pH值影响。 如果pH值过低(小于4),则混凝剂水解受到限制,其化合物中很少有高分子物质存在,絮凝作用较差。 如果pH值过高(大于9-10),它们就会
3、出现溶解现象,生成带负电荷的络合离子,也不能很好地发挥絮凝作用。 投加了混凝剂的水中,胶体颗粒脱稳后相互聚结,逐渐变成大的絮凝体,这时,水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。 在混凝搅拌实验中,水流速度梯度G值可按下式计算PGV??式中P—搅拌功率(J/s);μ—水的粘度(Pa·s);V—被搅动的水流体积(m3);本实验G值可直接由搅拌器显示板读出。 当单独使用混凝剂不能取得预期效果时,需投加助凝剂以提高混凝效果。 助凝剂通常是高分子物质,作用机理是高分子物质的吸附架桥,它能改善絮凝体结构,促使细小而松散的
4、絮粒变得粗大而结实。 三、实验设备 1、梅宇SC2000-6智能型六联搅拌机(附6个1000ml烧杯); 2、转速表(用于校正搅拌机的转速); 3、ORION828型pH计; 4、温度计; 5、HANNALP2000浊度仪。 四、实验水样各组自定实验水样。 水样参考自配水(高岭土悬浊液)、生活污水、河水等。 五、实验药剂 1、精制硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶液; 2、氯化铁FeCl3·6H2O溶液; 3、聚合氯化铝[Al2(OH)mCl6-m]n溶液; 4、聚丙烯酰胺PAM溶液(
5、助凝剂); 5、浓度为10%的HCl溶液(化学纯); 6、浓度为10%的NaOH溶液(化学纯)。 本实验提供较高浓度的混凝剂和助凝剂,各组可根据自己实验要求进行稀释。 六、实验方案 1、观察矾花于烧杯中加入一定体积的原水并用玻璃棒慢速搅拌,向烧杯中缓慢投加混凝剂并仔细观察,直到矾花的出现。 2、实验水样千差万别,对不同的水样、不同的混凝剂或助凝剂其最佳混凝条件也各不相同。 各组可根据自己的兴趣从以下参考实验方案中进行选择,也可发挥创造力自行确定实验方案。 实验方案参考 (1)选取某种混凝剂,比较其
6、对不同实验水样的混凝效果 (2)选取某种实验水样,比较不同混凝剂的混凝效果 (3)选取某种实验水样,确定某种混凝剂的最佳投加量 (4)选取某种实验水样,确定某种混凝剂的最佳pH值 (5)选取某种实验水样和混凝剂投加量,确定助凝剂的最佳投加量 (6)选取某种实验水样和混凝剂投加量,确定混凝最佳速度梯度注意事项 1、混凝一般分慢速搅拌和快速搅拌阶段,其搅拌速度和搅拌时间可根据实验自行确定; 2、实验过程中需记录水样的名称及浊度、pH值、温度等参数,同时记录所使用混凝剂或助凝剂的种类和浓度以及混凝时的水流速
7、度梯度等; 3、水样的浊度应取多次测量的平均值; 4、在最佳pH值实验中,用来测定pH值的水样,仍倒入原烧杯中; 5、在测定水的浊度用注射管抽吸上清液时,不要扰动底部沉淀物。 同时,各烧杯抽吸的时间间隔应尽量减小。 实验二自由沉淀 一、实验目的 1、观察沉淀过程,加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解; 2、掌握颗粒自由沉淀实验的方法,求出沉淀曲线。 二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀,其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉,其沉速在层流区符合Stokes公式。 由于水中
8、颗粒的复杂性,颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定,因而沉淀效果、特性无法通过公式求得,而是要通过静沉实验确定。 由于自由沉淀时颗粒是等速下沉,下沉速度与沉淀高度无关,因而自由沉淀可在一般沉淀柱内进行,但其直径应足够大,一般应使D≥100mm以免颗粒沉淀受柱壁干扰。 图1自由沉淀实验装置图 1、沉淀柱 2、水泵 3、水箱 4、支架 5、气体流
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