实验一 混凝实验
一、实验目的
通过本实验希望达到下述目的：
(1)加深对混凝机理的理解
(2)学会确定最佳混凝条件(包括投药量、pH 值)(3)学会选择最佳混凝剂
二、实验原理
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，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于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”，同时，也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用、网捕作用，从而达到颗粒的凝聚，最终沉淀从水中分离出来。
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。
整个混凝过程可看作两个阶段：混合阶段和反应阶段。在混合阶段，要求原水与混凝剂快速均匀混合，所以搅拌强度要大，但搅拌时间要短。该阶段，主要使胶体脱稳，形成细小矾花，一般用眼睛难以看见。在反应阶段，要求将细小矾花进一步增大，形成较密实的大矾花，所以搅拌不能太大，太大矾花易打碎，但反应时间要长，为矾花的增大提供足够的时间。
三、实验装置与设备
1．混凝试验搅拌机 ZR4-6 型2．浊度仪 WGZ-3 型3．pH试纸
4．烧杯 200mL、1000mL5．移液管1mL、2mL、5mL6．量筒 1000mL
7．玻璃棒、洗耳球、温度计等。
四、实验步骤
本次混凝实验在一定水流速度梯度下，对不同混凝剂寻找最佳投药量和最佳pH值两部分。比较不同混凝剂在各自最佳投药量和最佳pH值时耗费的量，以此选择针对某种废水的最佳混凝剂。
本次混凝实验中所选用的混凝剂为硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铝，依次对原水水样进行（一）、（二）实验步骤。(一)、最佳投药量实验步骤
1．了解ZR4-6型混凝搅拌器的使用方法。2. 确定原水特征，即测定原水水样浊度、pH值、温度。
3．确定形成矾花所用的最小混凝剂量。在烧杯中加入200mL原水，慢速搅拌，每次增加0.2mL某种混凝剂投加量，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。
4．分别用量筒量取1000mL原水水样倒入6个六联搅拌仪专用烧杯内，置于实验搅拌机平台上。
5．确定混凝剂投加量。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，把混凝剂分别加入1—6号烧杯对应的加药管中（注意不能超过9毫升）。
6．启动搅拌机，快速搅拌30s、转速300r/min；中速搅拌3分钟，转速150r/min；慢速搅拌8分钟、转速50r/min；沉淀10min、转速0r/min。7．搅拌过程中，注意观察并记录“矾花”形成的过程，“矾花”形成的快慢、外观、大小、密实程度、下沉快慢等。水样沉淀时，继续观察并记录“矾花”沉淀的过程，并进行记录。
8. 听到报警声，按除１、２外的任意键返回主菜单，从专用烧杯放水口依次取出约20mL的上清液，置于浊度仪的水样瓶中，用浊度仪测出其剩余浊度，记入表1-1内。
9. 以投药量为横座标，以剩余浊度为纵座标，绘制混凝曲线图。根据混凝曲线图及对水样混凝沉淀观察记录的分析，对最佳投药量作出判断。
(二)、最佳pH 值实验步骤
用盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值。
1．确定原水特征，即测定原水水样浊度、pH值、温度。2. 取6个1000mL烧杯分别倒入1000mL原水。
3．调整原水pH值（pH精密试纸）：用盐酸调整1号烧杯水样使其pH值等于4，用氢氧化钠溶液调整6号烧杯水样使其pH值为9，2-5号烧杯依次增加一个pH 值单位。
4．分别将pH是4-9的原水水样倒入六联搅拌仪6个专用烧杯中，按DOWN键放下搅拌叶，用移液管向搅拌器上的加药管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)。
5．启动搅拌机，快速搅拌30s、转速300r/min；中速搅拌3分钟，转速150r/min；慢速搅拌8分钟、转速50r/min；沉淀10min、转速0r/min。
6. 搅拌过程中，注意观察并记录“矾花”形成的过程，“矾花”形成的快慢、外观、大小、密实程度、下沉快慢等。水样静沉时，继续观察并记录“矾花”沉淀的过程，并进行记录。
7．听到报警声，按除１、２外的任意键返回主菜单，从专用烧杯放水口依次取出约20mL的上清液，置于浊度仪的水样瓶中，用浊度仪测出其剩余浊度，记入表1-2 中。
8. 根据6个水样测得的剩余浊度和水样混凝沉淀观察记录，得出混凝最佳pH值。
五、注意事项
1．寻找最小混凝剂投加量时，缓慢加入混凝剂同时密切观察烧杯内水样的变化，尽量寻找刚出现矾花时用的混凝剂量。
2．每批取原水水样要尽量一次量取，以减少取样浓度上的误差。3. 换不同混凝剂进行实验时都要测试原水浊度，用蒸馏水对加药管
进行清洗。加药的药液量少时，要掺点蒸馏水，以免沾在试管上的药液过多，影响投药量的精确度。
4．在测定水的浊度时，时间间隔尽量减小。
六、实验结果整理
(一)、最佳投药量实验结果整理
1．把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的剩余浊度记入表格。2．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。(二)、最佳pH 值实验结果整理
1．把原水特征、混凝剂加注量，pH值，沉淀水浊度记入表。2．以沉淀水浊度为纵坐标，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。
六、实验结果讨论
1、根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝效果的几个主要因素。
2、是否投药量最大混凝效果越好?为什么？
3、根据最佳pH值实验结果，分析在实际工程应用时，应怎样选取最佳pH值？为什么？
4、实验过程出现非正常状况，试分析其原因，说说如何进行实验优化？
附录:实验结果记录格式
实验小组号: 实验日期:
原水浊度: 原水pH: 原水温度:混凝剂1: 最小混凝剂量(ml):混凝剂2: 最小混凝剂量(ml):
混凝剂3： 最小混凝剂量(ml):
表1-1 最佳混凝剂投加量
水样编号投药量（mL）
混凝剂1
剩余浊度（NTU）
矾花沉淀情况
投药量（mL）
混凝剂2
剩余浊度（NTU）
矾花沉淀情况
投药量（mL）
混凝剂3
剩余浊度（NTU）
矾花沉淀情况
1
2
3
4
5
6
表 1-2 最佳pH
原水浊度: 原水pH: 原水温度:混凝剂： 投加量：
水样编号水样pH剩余浊度（NTU）形成矾花情况
1
2
3
4
5
6
