混凝实验设计方案.doc

混凝实验设计方案设计人员：张泽于 石飞龙指导老师：周子鹏一、方案要求1. 准备好实验设备和仪器2. 准备好实验试剂，计算好实际用量3. 设计好实验表格4. 写好详细的实验步骤5. 认真做实验6. 数据处理二、 实验设备、仪器1. 调速六联搅拌机 1台2. 500ml矿泉水瓶 6只3. 100ml烧杯 8只4. 5ml移液管 1只5. 1ml移液管 1只6. 取样管 1只7. 吸耳球 1个8. 温度计（0-50） 1只9. 500ml量筒 1个10. 浊度仪（或分光光度计） 1台11. 酸度计 1台12.注射筒（50ml） 1只三、实验试剂及用量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂。三氯化铁（10g/L），最大用量1g盐酸（10%）氢氧化钠（10%）阴离子聚丙烯酰胺（待定），最大用量1g四、详细实验步骤1、确定混凝剂和助凝剂的最小投加量本实验用三氯化铁作混凝剂，以阴型聚丙烯酰胺为助凝剂（1） 测定原水特征，即测定原水的浊度、温度、pH值，记录在表1中。表1 原始数据原水浊度原水温度原水pH矾花形成时投混凝剂最佳量（2） 用一个500 ml的烧杯，取200 ml原水，并将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。（3） 向烧杯中加入氯化铁，每次加入1.0 ml，同时进行搅拌（中速150r/min，5min），直至出现矾花，在表1中记录投加量。（4） 停止搅拌，静止10min。（5） 根据测得的浊度确定最小投加量，助凝剂的最小投加量是零。2、确定混凝剂的最佳投加量（1）用6个1000 ml烧杯，分别取800 ml原水，将装有水样的烧杯置于六联搅拌机上。（2）将混凝剂按不同投量（依次按最小投量的25%100%的剂量）分别加入到800 ml原水样中，利用均分法确定此组实验的六个水样的混凝剂投加量，记录在表2中。表2 氯化铁投加量的最佳选择实验水样编号123456混凝剂加注量剩余浊度（NTU）1234（3）启动搅拌机，快速搅拌300 r/min，0.5 min；中速搅拌150 min，5 min；慢速搅拌70r/min，10 min。（4）搅拌过程中，注意观察矾花的形成过程。停止搅拌，静止沉淀10 min，然后用50 ml注射筒分别抽出6个烧杯中的上清液，同时用浊度仪测定水的剩余浊度，记录在表2中。3、确定助凝剂最佳投加量（1）实验条件及方法按给水处理和水处理工程理论与应用中介绍的凝聚试验方法，模拟净水生产工艺的混合搅拌条件，搅拌转速为150r/min、搅拌时间3min，絮凝反应搅拌条件，搅拌转速为50r/min、搅拌时间10min，观察并记录矾花形成情况，静止沉淀10min，同时观察并记录矾花沉淀情况的和检测上清液浊度及pH值。当原水出现常规净水方法不能净化处理的情况时，首先应进行最优投矾量试验，选出最佳投矾量，然后进行模拟净水生产的助凝沉降试验，最后将助凝试验结果运用到净水生产实际中。表3 固体聚丙烯酰胺最佳投加量试验杯号投加量（mg/L)矾花描述上清液浊度（NTU）上清液pH120.0130.0340.0650.1060.3070.6081.00注：原水浊度： NTU；pH值： ；温度： 固体氯化铁投加量： mg/L。（2）实验结果1） 聚丙烯酰胺最佳投加量从表3的结果表明：聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，其最佳投加量是 mg/L之间。在净水生产实际应用中也证明了投加量少于0.03mg/L时它的助凝效果不显著。超过0.4mg/L时它的助凝作用过快，形成的矾花粒特大，易造成大量的污泥沉积在反应池的后部和沉淀池的前部，沉淀池的长度和面积不能充分利用和影响反应沉淀效果。2）助凝剂最佳投加点聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，它的投入点是决定助凝沉淀效果好坏的关键（见表4）表4 助凝剂最佳投加点实验杯号投加量（mg/L)矾花描述混液面沉速（mm/s)上清液浊度（NTU）上清液pH值11321038465462表4的试验结果和我们在净水生产中实际应用结果表明：在絮凝反应总时间的1/2至2/3之间加入聚丙烯酰胺可获得最佳助凝沉淀效果。如果和混凝剂同时投加则毫无助凝效果；如果在絮凝反应总时间的前或后1/3的时间时里加入，其助凝效果都不显著，过早加入，细小的矾花未形成，过迟加入其聚合网捕作用时间不充分。所以过早或过迟投加聚丙烯酰胺它的助凝效果都无法发挥。4、最佳pH的影响（1）用6支1000 ml烧杯，分别取800 ml原水，将装有水样的烧杯置于搅拌机上。（2）调整原水pH值，用移液管依次向1、2、3号装有原水的烧杯中，分别加入2.5 ml、1.5 ml、1.0 ml HCl，再向4、5、6号装有原水的烧杯中，分别加入0.2 ml、0.7 ml、1.2 ml NaOH。（3）启动搅拌机，快速搅拌300 r/min,0.5 min，随后停机。从每只烧杯中取50 ml水样，依次用pH仪测定各水样的pH值 ，记录在表5中。表5 pH最佳值的选择实验数据水样编号123456投加质量分数10%的HCl（ml）2.51.51.0投加质量分数10%的NaOH(ml)0.20.71.2pH值混凝剂投加量剩余浊度123平均（4）用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混凝剂，投加剂量按实验最佳投加量算。（5）启动搅拌机，快速搅拌300 r/min，0.5 min；中速搅拌150 min，10 min；慢速搅拌70r/min，10 min，停机。（6）静止10 min，用50 ml注射筒分别抽取6个烧杯中的上清液（共抽三次约150 ml）放入200 ml烧杯中，同时用浊度仪测定水的剩余浊度，记录在表5中。附录一：GDS-3型光电浊度仪使用说明 - 操作步骤l. 预热。接通电源，将电路部分及光源灯预热1530分钟。2. 测定低浊度（030度）。用低浊度水样槽（长水样槽）测试。2.1 用零度浊度水将仪器凋零把零度浊度水注入低浊度水样槽至水位线，然后将水样槽放入仪器测量槽内（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，缓慢地旋转微调，将表针调至右端零刻度处，即可取出水样槽。同时记下指针向左偏离零位的刻度值，以便仪器有另漂现象时，可参照此刻度来校准零位，而无需再用零度水重复上述校准过程。2.2 将被测水样注入水样槽至水位线，然后放入仪器测量槽内（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，可直接读数。3. 测定高浊度（20100度）。用高浊度水样槽（短水样槽）。3.1将零度水注入高浊度水样槽至水位线，然后把20度基准板对着水样槽有号码一端插入，将水样槽放入测量槽中间（将有20度基准板的一面对着测量槽右端）盖上盖子，缓慢地旋转微调，将仪表指针调至右端20度刻度值上。取出水样槽，并记下此时指针向左偏离基准的刻度值，以便有另漂现象时，参照此刻度值来校准仪器，无需再用零度水重复上述校准过程。3.2 取下20度基准板，将被测水样注入水样槽至水位线，然后将水样槽放入测量槽中间，（将水样槽有号码的一面对着测量槽右端）盖上盖子，可直接读数。3.3 当浑浊度超过100度时，可用零度水进行稀释后，再进行测定。附录二： PHS-2C酸度计使用方法1 器使用前的准备：将复合电极按要求接好，置于蒸馏水中，并使加液口外露。2 预热：按下电源开关，仪器预热30分钟，然后对仪器进行标定。3 仪器的标定（两点标定）：（1）按下"pH"键，斜率旋钮调至100%位置。（2）将复合电极洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入pH7的标准缓冲溶液中，温度旋钮调至标准溶液的温度，搅拌使溶液均匀。按下读数开关，调节定位旋钮使仪器指示值为标准该缓冲溶液的pH值。（3）把电极从pH7的标准缓冲溶液中取出，用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后，放入另一标准缓冲溶液中，按下读数开关，调节斜率旋钮使仪器指示值为标准该缓冲溶液的pH值。（4）按（2）的方法再测pH7的标准缓冲溶液的pH值，但注意此时斜率旋钮维持不动，仪器标定结束。4 测量pH值：将电极移出，用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，表针指示值加上"范围" 旋钮指示值即是该溶液的pH值。5 测量电极电位：（1）将所需的离子选择性电极和参比电极按要求接好，按下"mV"键。（2）将电极用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，表针指示值加上"范围" 旋钮指示值之和乘以100即是该溶液的电极电位值，单位为：mV。注意：（1）注意保护电极，防止损坏或污染。（2）电极插入溶液后要充分搅拌均匀（23min），待溶液静止后（23min）再读数。（3）复合电极和饱和甘汞电极补充参比补充液，复合电极的外参比补充液是3M的氯化钾溶液，饱和甘汞电极的电极补充参比补充液是饱和氯化钾溶液。电极的引出端，必须保持干净和干燥，绝对防止短路。（4）离子选择性电极使用之前要用蒸馏水浸泡活化。（5）仪器标定好后，不能再动定位和斜率旋钮，否则必须重新标定。