水处理实验指导书

实验一 混凝剂性能与水处理适应性实验

混凝沉淀实验是水处理基础实验之一，广泛用于科研、教学和生产中。针对某水样，通过混凝沉 淀实验，选择混凝剂种类，投加量，确定最佳混凝条件。本实验为综合性实验。

一、实验目的：

1、应用混凝理论 , 模拟实际混凝过程。

2、 针对某水样，通过几种混凝剂的混凝沉淀效果比较，选择最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。 3、 观察“矾花”的形成过程和混凝沉淀效果。

4 、本指导书仅供学生参考，学生根据实验要求，查找相关的专业书籍，确定实验条件和实验方 法。

二、实验原理：

实验过程中 , 以流速梯度 G 和 GT 值作为相似准数 . 通过搅拌作用 , 模拟实际生产中的混合 反应的水力条件；针对某水样，利用少量源水 , 选择所需的最佳混凝剂和确定混凝最佳条件。 混合或反应的速度梯度 G 值 :

(1)

式中：Ｐ：在同一体积内每一立方米水搅拌时所需的平均功率 （ kg·m/m·s ） μ：水的动力粘滞系数（kg·s/m） Ｐ值的计算方法：

式中：f：校正系数．

ω：搅拌功率（kg·m/s）

(2)

式中n：搅拌机叶片转速（转／分） d：叶片直径．

ρ：水的密度（1000/9.81kg·s/m） μ：水的动力粘滞系数（kg·s/m）

公式（1）仅适合于图１所示浆板搅拌的尺寸关系同时要求雷诺数在１０～５x１０的范围内。

2

4

22

22

2

当叶片和水体间尺寸与图一不符时，则由公式⑵求得的功率ω乘以校正系数f。

式中：D和H分别表示搅拌筒的直径及水深，h表示叶片高度，教正系数f适用于D/d=2.5～4.0，

H/D=0.6～1.6，h/d=1/5～1/3的情况。

水的动力系数(μ)与水温的关系

温度t℃ 10 15 20 μ(10-6kg·s/m) 133.0 116.5 102.0 2温度t℃ 25 30 35 μ(10-6kg·s/m) 90.6 81.7 73.6 2

三、实验仪器、器皿和药品： 1.混凝定时搅拌器 2.浊度仪 3.酸度计

4.混凝剂：硫酸铝、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁，聚丙烯酰胺等

四、 实验步骤:（仅供参考）：

1、熟悉搅拌器、浊度仪和酸度计的使用 , 测量搅拌器叶片及水体容积的尺寸。 2、测量源水样的浑浊度、水温及 PH 值。

3、根据相关资料，选择几种不同的混凝剂，配制一定浓度的混凝剂。

4、启动搅拌器 , 设置实验条件。混合阶段：转速为 250 转 /min ～ 300 转 /min ，反应阶段 ：转速为 40 转 /min ～ 50 转 /min ，搅拌时间 10 ～ 15 分钟。注意待搅拌机转速稳定后加药剂 混合。

5、搅拌过程中观察各水样“颗粒凝聚现象 ” 并记录”矾花 ” 的形状。

6、搅拌过程完成后停机，静止沉淀 15 分钟后测定水样沉淀后的剩余浊度，并计算去浊百分率

C:源水浊度 C0:剩余浊度

7、 比较实验结果，选出混凝效果较好的混凝剂，根据其混凝效果较好的相近两个水样的混凝投 加量，以其为依据，进行第二次实验，步骤相同，以求得较准确的最佳投药量。

五、实验报告：

实验者姓名: 实验日期:

搅拌设备名称: 搅拌浆片尺寸及水体容积尺寸:

烧杯编号 源水浊度 源水PH值 混凝剂名称 混凝剂剂量mg/l 矾花出现时间 反应情况 矾花大小 矾花形状 浑浊度 沉淀水 PH值 去浊百分率 1 2 3 4 5 6 1、核算： Re= 2、计算：f=

3、计算：混合阶段G、GT值； 反应阶段G、GT值。

4、绘制：加药量与去浊百分率关系曲线(用坐标纸画,横坐标为加药量,纵坐标为去浊率)

六、思考题：

⑴混凝实验对生产有何意义?

⑵G、GT值相同其混合反应效果是否一致?为什么?

实验二 絮凝沉淀 - 最佳投药量的优化设计实验

在天然水源中含有不同大小、不同形状、不同比重、不同性质的悬浮物，其沉淀规律目前还不能 用很完全的公式表示，因此，设计沉淀池之前，宜做絮凝沉淀实验，决定悬浮杂质的沉淀速度。

一. 实验目的：

1、 掌握絮凝沉淀实验的方法。

2、作出所给水样的凝沉沉淀曲线，从而根据所需去除悬浮物百分率选择最佳沉降速度、沉淀时 间。

3 、本指导书仅供学生参考，学生根据实验要求，查找相关的书和指导书，自己设计实验方法和 实验步骤。

二. 实验原理：

沉淀实验是根据水力相似原理在一组静置沉淀筒中进行,本实验的沉淀速度模拟平流沉淀池的实 际情况，ｕ取0.2mm/s—1.2mm/s范围内进行。

设h为沉淀筒的水深，T为沉淀时间，则ui=h/T1表示一定大小的颗粒恰巧能在T时间内从自由水面

沉到筒底的沉淀速度,即为截留速度。

本实验用的静置沉淀筒如图1所示。进行测定时，水样要先在六杆搅拌机上进行混合反应.混凝完 成后，即将水样倒入沉淀筒内至432 mm处并开始记时，T1时间后，分别打开各沉淀筒开关，放水至 412 mm处。再测筒内剩余浊度，计算出各筒悬浮杂质去除率，即可制成水样在实验室条件下，悬浮杂 质去除率与时间T的关系以及悬浮物去除率与沉淀速度ｕ的关系曲线。在本实验的。条件下，h =432 mm，T1、T2、T3、T4、T5、T6，分别为6、12、18、24、30、36分钟。

又根据苏联BO EO研究所对许多悬浮物去除百分率与沉淀速度关系曲线的研究：无论是经过凝聚 处理还是未经凝聚处理的混水的沉淀，上述曲线在沉淀速度为0.2～1.2mm/s范围内一般可以近似地用

直线表示，而误差最大不超过8%，只须对每一水样测点相应与沉淀速度为0.2及1.2mm/s，二点的悬浮

物去除率即可绘出曲线，或所求得与任一悬浮杂质去除率相对应的沉淀速度。

设A表示沉淀速度为1.2mm/s 的悬浮杂质去除百分率，B表示沉淀速度为0.2mm/s 的悬浮杂质去除

百分率，其比S=A/B称为悬浮杂质的沉淀性指数。

根据A、B值及相似三角形原理，可求得任一悬浮杂质去除率y相当的沉淀速度ｕy。

本实验将沉淀性指数进行观测,并计算其误差。

三. 所需仪器、器皿：

实验室目前可提供的设备及器材，根据学生设计的实验方案，提出实验所需的清单，由实验室统 一协调解决。

六杆定时搅拌机 1台 静置沉淀筒 6根 浊度仪 1台 1000CC烧杯 6只 100CC量筒 6只 10C吸管 1支 温度计 1支 秒表 1块 PH试纸 若干

四、实验步骤（仅供学生参考）：

1、 测定源水的浑浊度、水温、PH值。

2、针对实验水样，实验得出最佳混凝剂和最佳投药量。

3 、根据最佳投药量，将水样倒入 6 个 1000cc 烧杯中，在六杆搅拌机中进行混合反应。 4、 将已形成大矾花的水样分别徐徐倒入沉淀筒中（注意尽量不破坏矾花）。每个沉淀筒至 432mm水深时，立即开启秒表并记录沉淀时间。

5、 经6、12、18、24、30、36分钟后，分别从筒下部防除30cc锥形部分的沉淀水并测出沉淀筒 中水样的剩余浊度。

五、实验报告及要求：

实验者 _______________ 日期_____________ 静置沉淀筒直径_______ 毫米 ,沉淀筒有效水深 毫米

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