物化实验一 混凝
环93第四小组 刘梦圆 张晨 刘作亚 吴悦 吕晓佟 混凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺研究中不可缺少也是最为关键的前置单元操作环节之一。在原水和废水中都存在着数量不等的胶体粒子，如粘土、矿物质、二氧化硅或工业生产中产生的碎屑等，它们悬浮在水中造成水体浑浊，混凝工艺是针对水中的这些物质处理的过程。混凝可去除的悬浮物颗粒直径范围在：（有时认为在1?m）。1nm~0.1?m通过试
验摸索混凝过程各参数的最佳值，对于获得良好的混凝效果至关重要。 一、实验目的 1. 2. 3. 4. 了解混凝的现象及过程，观察矾花的形成。 了解混凝的净水作用及主要影响因素。 了
解助凝剂对混凝效果的影响。 探求水样最佳混凝条件（包括投药种类、投药量、ph值、水流速度梯度等）。 二、实验原理 天然水体中存在大量胶体颗粒，是水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能去除的。胶体的布朗运动、胶体表面的水化作用以及胶体间的静电斥力，使得胶体颗粒具有分散稳定性。 其中因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?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。 若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子，能加速胶体的凝结核沉降；压缩胶团的扩散层，使电位降到(-15mv)左右而变成不稳定因素，也有利于胶粒的吸附凝聚，即可得到较好的混凝效果。然而当zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。同时，投加混凝剂后?电位降低，有可能使水花作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质（一般具有链状结构）在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥的作用，也有利于提高混凝效果；即使?电位没有降低或者降低不多，胶粒不能相互
接触，但通过高分子链状物吸附作用，胶粒之间也能形成絮凝体。 消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳。脱稳后的胶粒，在一定的水利条件下，才
能形成较大的絮凝体，俗称矾花。直径较大密度也较大的矾花容易下沉。 混凝剂的种类以及投加混凝剂的多少，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，必须通过实验方法方可确定。 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值的影响。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。因此，要较完整地考察多因素对混凝的影响，可以采用正交实
验的方法进行实验，以减少实验次数。 三、实验内容 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。
本组选择的实验内容为：
（1） 探究混凝剂聚合氯化铝（10g/l）对自配水的最佳投药量 （2） 探究实验自配水水样和混凝剂聚合氯化铝pac（10g/l）条件下，助凝剂pam （1 g/l）的最佳投放量 四、实验材料及设备 my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪（附6个1000ml烧杯）； orion828型ph计；温度计；hannalp2000浊度仪； 1000ml量筒2个；100ml烧杯6个；1~5ml移液枪2个； 500μl移
液管1个。 实验水样：自配水（硅藻土悬浊液）。 实验药剂： 硅藻土饱和液若干，可稀释成浊度200度左右开展混凝实验； 聚合氯化铝【al2（oh）mcl6-m】n溶液（10g/l），聚丙烯酰胺pam溶液（1 g/l）。 五、实验流程与方法 实验使用my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪进行实验，具体的实验步骤如下： 1. 认真了解my3000-6m智能型混凝试验搅拌仪的使用方法。 2. 确定原水特征，即测定原水水样的浊度。
3. 确定形成矾花所用的最小混凝计量。取1000的2组水样，在50rpm转速下，每次加 入0.1ml 10g/l的pac溶液并等待2分钟，直至出现矾花为止为最小投加量 4. 用6个
1000ml的烧杯，分别放入1000ml原水，置于实验搅拌仪平台上。注意：所取水 样要搅拌均匀，要一次量取，尽量减少取样浓度上的误差。 5. 确定实验时的混凝剂投加量。根据经验得出的形成矾花的最小混凝剂投加量，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，用依次增加混凝剂量3.15ml求出2-5号烧杯混凝剂投加量。然后用移液枪分别易取不同量的药液至烧杯中。 6. 参照说明书，将预先设定的搅拌方案编出搅拌程序，确定为：快速搅拌0.5min，转速为
300r/min;中速搅拌6min，转速为100r/min;慢速搅拌6min，转速为50r/min,停止搅拌 静置沉淀10min。 7. 放下搅拌浆，启动搅拌仪。在搅拌过程中，密切注意观察并记录各个烧杯中矾花的形成
过程，包括矾花的外观、大小、密实程度等。 8. 搅拌过程完成以后，抬起搅拌浆，停机，静沉10min，观察并记录矾花的形成过程。
9. 沉淀结束，从取样口取出100ml上清液，分别置于6个干净的100ml烧杯中，测出并记 录剩余浊度。 10. 根据6个式样的剩余浊度，结合混凝沉淀过程中的现象分析，对最佳投药量所在区间作
出判断，缩小加药量范围，重新设定最小值a(15ml)和最大值b（20ml）重复以上实验。
11. 在得出混凝剂最佳投药量后，确定其值得1/2，在6个1000ml烧杯内加入等量的该值混 凝剂聚合氯化铝，添加不同量的助凝剂pam，经上述类似步骤，测得上清液浊度，可得
出不同pam量对混凝效果的影响。 六、实验数据及分析 原始数据 浊度（水样）=57.3 ntu 浊度仪编号：5 （1） 粗略确定混凝剂聚合氯化铝最佳投药
量 首先确定形成矾花的最小投加量：18ml 得到以下表格： 数据分析 （1）粗略确定pac最佳投加量时，出水浊度随pac投加量的增加而降低，如图1在所设
计的pac投加量范围内未出现上升的曲线，故还需拓展pac投加量的范围。 （2）缩小范围来精确确定最佳投加量时，得到了如图2的曲线，估计pac最佳投加量为15.8ml。
但是，对比图1图2的出水浊度，两次数值相差较大，原因可能为第一次测量时未摇晃均匀，以及实验本身重复性不够精确。同时，发现第二次投加20mlpac时出水浊度低于前文所确定的最佳投加量对应的浊度，但是我们认为这是实验误差引起的，最终确定15.8ml为最
佳投加量。 （3）在投加9mlpac的条件下，逐渐增加pam的投加量，所得出水浊度曲线如图3所示，在pam投加至0.5ml后出水浊度变化趋势已不明显，表明在pam投加到一定量后，混凝不会
再有更明显的效果 图1 pac矾花最小投加量趋势线 图2 pac最佳投加量趋势线篇二：助凝剂实验报告 不同助凝剂投加效果的初步研究 一、实验目的 研究聚二甲基二烯丙基氯化铵（pdmdaac）、聚丙烯酰胺（pam）和聚甲基二烯丙基氯化铵
（hca）三种助凝剂对混凝效果的影响。 二、实验原理 聚丙烯酰胺（pam）：pam具有良好的絮凝和助凝作用，在工业给水处理及污水处理中广泛应用。聚丙烯酰胺为低毒产品，但单体丙烯酰胺在动物试验中有致突变性和致癌性可能。柳志刚等人的《聚丙烯酰胺在不同水处理应用中的探讨》发现，通过加入180mg/l的固体聚
合氯化铝和0.05mg/l的聚丙烯酰胺，冬天的低温低浊水的浊度降低了18%。 聚甲基二烯丙基氯化铵（hca）：hca是以二甲基二烯丙级氯化铵均聚而成的高分子阳离子聚电解质，具有除藻降浊及去除有机物的明显效果，常规的水处理投矾量大，成本高，而采用hca作为助凝剂可以获得较满意的净水效果。在张华梁等人《hca做助凝剂在生产中的应用》中通过烧杯试验获得的hca投加量定为0.15mg/l（以氯化铁为混凝剂，投加量为6~12mg/l）。汪琳等人的《hca强化混凝处理水库水的中试研究》认为，当pafc投加量为15mg/l、
hca投加量为0.2 mg/l时，沉淀水浊度去除率高达88.48%，沉淀效果最佳。 聚二甲基二烯丙基氯化铵：pdmdaac是一种水溶性阳离子高分子，通过与铁盐、铝盐混凝剂的复合使用和选择合适的混凝条件对低温低浊水能达到强化混凝的效果。蒋新伟等人的《辐流沉淀池药剂替代投加试验初步效果》研究显示，处理浊度大于1000ntu的原水时，采用药剂复配比例为80%~95%聚合氯化铝+5%~20%pdmdaac（投加的药剂量均转换为产品固含量），实际应用中采用的是95%聚合氯化铝+5%pdmdaac的复配药剂，投加复合药剂量为5kg/kt~30 kg/kt。田秉晖等人的《二甲基二烯丙基氯化铵的合成及絮凝效果研究》结果显示，最佳投药量为0.1mg/l。 三、实验材料 聚合氯化铝（pac）、pdmdaac、pam、hca、六联搅拌仪、ph计、浊度仪、1l烧杯、100ml
容量瓶、100ml量筒、胶头滴管、各种规格的移液管、玻璃棒 四、实验方法 1准备工作
（1） 取原水20l测定其ph、浊度和温度； （2） 测定本实验中所用液态聚合氯化铝试剂中氧化铝含量，准确称取1g pac试剂配制成稀释液，计算稀释 液中氧化铝固含量； （3） 通过需矾量实验获得pac最优投加量，设为x mg（x已转化为氧化铝质量）。 2 pam助凝实验 （1） 配制聚丙烯酰胺溶液：由于聚丙烯酰胺不易溶于水，直接投加粉末易造成结块凝结，影响助凝效果， 应事先配制好浓度为0.01%的聚丙烯酰胺溶液1，必要时可用温水（不超过40℃）加速
溶解2。条件允许时建议使用乳液型聚丙烯酰胺，简化溶解步骤。 （2） 向6个烧杯中分别加入1l原水，再分别加入一定量的聚合氯化铝稀释溶液（根据
最优投加量和配制 的pac稀释液中氧化铝含量计算所需要加入的体积）。 （3） 开启六联搅拌仪，仪器参数设置：加入混凝剂后快速搅拌20秒，转速285r/min，中速搅拌1分30秒， 转速185r/min，慢速搅拌2分钟，转速80r/min，慢速搅拌6分30秒，转速60r/min，
静置60分钟。启动混凝搅拌并计时。 （4） 搅拌6 min时3-4，分别向六个烧杯中加入0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2ml聚丙
烯酰胺溶液，使六个烧杯
中聚丙烯酰胺浓度分别为0、0.04、0.06、0.08、0.1、0.12mg/l5。 （5） 静置完成后观察矾花特征，用虹吸法分别取6个烧杯上清液测定其ph、浊度，计算浊度去除率。 3 hca 助凝实验
（1） 配制固含量为1‰的hca溶液； （2） 分别量取1l原水置于6个烧杯中； （3） 分别向烧杯中加入一定量的聚合氯化铝稀释溶液，投加量同2（2）； （4） 依次加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml 配制好的hca溶液 6-7，六联搅拌仪设置同2（3），启动混 凝搅拌并计时； （5） 静置完成后观察矾花特征，用虹吸法分别取6个烧杯上清液测定其ph、浊度，计算浊度去除率。
4 pdmdaac 助凝实验 （1） 配制浓度为0.02%的pdmdaac溶液（pdmdaac极易溶于水）。 （2） 分别量取1l
原水置于6个烧杯中； （3） 分别向6个烧杯中加入一定量的聚合氯化铝稀释溶液，投加量同2（2）； （4） 依次加入0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0ml8-9的pdmdaac溶液，使烧杯中
pdmdaac含量分别为0、 0.04、0.08、0.12、0.16、0.2mg/l（投加药剂量已换算为产品固含量），六联搅拌机设置同2（3）； （5） 静置完成后观察矾花特征，用虹吸法分别取6个烧杯上清液测定其ph、
浊度，计算浊度去除率。 123
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9
蒋新伟, 贾汝林. 辐流沉淀池药剂替代投加试验初步效果[j]. 城镇供水,
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表1 pam助凝实验记录表 表2 hca助凝实验记录表 表3 pdmdaac助凝实验记录表 六、注意事项
聚丙烯酰胺溶液存放不宜超过10天，也不能与铁器接触1。 七、实验展望 （1） 根据实验效果进一步缩小助凝剂的投加量变化梯度，获得最佳混凝剂和助凝剂配
比； （2） 研究三种助凝剂的最佳投加时间点； （3） 通过添加碳酸钠或氢氧化钠改变聚丙烯酰胺的水解程度，探讨对助凝效果的影响； （4） 尝试降低混凝剂投加量，通过调整配比获得效果较好且成本较少的投剂方式。篇三：
阴离子垃圾捕捉剂试验报告 阴离子垃圾捕捉剂试验报告 一、试验目的 1、阴离子垃圾捕捉剂能否在污泥压滤过程中应用； 2、投加量、成本分析。 二、试验步骤 在化验室内，取现场污泥200ml，按照不同的量分别投加pac、捕捉剂（原液稀释50倍，稀释后ph值4.91）、絮凝剂（2‰浓度），来确定投加量和反应效果。为更好的实验反应效果，将其分别取代净水剂与絮凝剂作对比综合分析，确定捕捉剂的可使用性。 三、试验过程和效果
1、第一组：确定最佳药品投加量 备注：确定pac或捕捉剂按0.5%投加，絮凝剂按2.5%投加。（以上药剂投加均为体积比
计算） 2、第二组：pam定量 3、第三组：pac定量 4、第四组：捕捉剂定量 四、成本分析
1、⑴、现场实际投加量 ⑵、现场实际投加成本
⑶、按照小试反应效果，投加与pac等体积比例的量，其成本分析如下（按照 20000元/t，比重为1）：
（1．8×1）×400÷（100×0.053）=130.9元/吨绝干泥 五、结论 1、从小试结果看，在捕捉剂稀释50倍的情况下，与pac投加等体积量时，与pac反应
效果相当，但成本较pac高21.2元/绝干。 2、利用捕捉剂取代pam，絮凝效果稍差，且成本较pam高70元/d（绝干）以上。 3、相对垃圾捕捉剂来说，在投加pac过程中，会产生一定量污泥灰分，具体量如下（按照pac 8%的固含量）： 71t/d×8%=5.68吨，所占污泥比例为：（5.6÷178）×100%=3.2% 八万方水处理 2012年8月24日篇四：混凝沉淀实验报告 实验名称：混凝沉淀实验 一、实验目的
1、通过实验观察混凝现象、加深对混凝沉淀理论的理解；