给水排水实验指导书（2012版） - 图文 (2)

1. 配制250升0.0005M亚甲基兰溶液。

2. 将蠕动泵的流量调整至25mL/min，记录开始时间。

3. 一小时后开始取样测定，直至吸附柱穿透为止。求出得到所需出水水质的最小接触时间。

4. 绘制装置简图，并自行设计实验步骤。 动态实验包括以下步骤：

1. 确定得到所需出水水质的最小接触时间。 2. 不同流量下单位炭柱长度炭层的水头损失。 3. 确定投炭量。

4. 升流式与降流式的比较。

五、实验数据结果整理（实验报告）

(一)吸附等温线结果数据整理 1. 记录实验操作基本参数

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 3.18 同组实验者姓名： 水样亚甲基兰浓度：186.95mg/L， pH：4.8 ，温度： 19 ℃ 振荡时间： 45 min， 水样体积： 50 mL。

2. 各比色管中水样过滤后，亚甲基兰测定结果，建议按表1-1填写。 3. 以lgC。?C为纵坐标，lgC为横坐标绘出Fruendlieh吸附等温线。 m4. 从等温线上求出K、n值，代入式（1-2），求出Fruendlieh吸附等温式。

表1-1 间歇式吸附实验记录表

杯号 水样体积(mL) 原水样 亚甲基兰浓度Ｃ0（mg/L） 吸附平衡后亚甲基兰浓度Ｃ（mg/L） 活性炭投lgC 加量 (mg/L) C。?C m(mg/g) lgC。?C m 0 1 2 3 4 5 6 7 50 50 50 50 50 50 50 50 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 186.95 108.62 65.70 52.20 21.99 8.69 0.86 0.36 (二)连续流吸附实验结果整理 1. 实验测定结果建议按表1-2填写。

班 级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 3.18 同组实验者姓名： 原水COD浓度： mg/L，水温： 19 ℃，蠕动泵流量： 25 mL/L

pH： ，活性炭吸附容量：qe mg/g

表1-2 连续流吸附实验记录

1号柱 工作时间 Ｔ(h) C01 (mg/l) D1 V1 C02 2号柱 D2 (m) V2 (m/h) C03 (mg/l) 3号柱 D3 (m) (m) (m/h) (mg/l) 出水浓度 CＢ V3 (m/h) (mg/l) 45 4.67 50 2. 根据实验所测得的数据代入式（1－４）求出流速常数Ｋ值。（其中N0采用qe进行换算，活性炭容量r?0.7g/cm3左右）

3. 如果流出亚甲基兰浓度为10mg/L，求出活性炭柱炭层的临界值D0。 吸光度的记录:0 3 2 1

0 0.0054 0.049 0.670

六、实验结果讨论

1. 间歇吸附与连续流吸附相比，吸附容量qe和N0是否相等？怎样通过实验求出

N0值？

2. 通过本实验、你对活性炭吸附有什么结论性意见？本实验如何进一步改进？

实验二 混凝实验

一、 实验目的

1. 了解絮凝剂的筛选方法、掌握混凝实验的操作条件。

2. 观察不同投药量的絮凝效果，掌握在pH一定的情况下最佳投药量筛选。 3. 观察不同pH值条件下的絮凝效果，掌握投药量一定条件下时最佳pH条件筛选。

4. 通过实验现象的观察和实验结果的分析，加强对混凝理论的理解。

二、实验原理

胶体颗粒（胶粒）带有一定的电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。胶粒表面的电荷值常用电动电位?来表示，又称为Zeta电位。Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间的斥力的大小和影响范围。

一般天然水中胶体颗粒的Zeta电位约在30mv以上，投加混凝剂后，只要该电位降到15mv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。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。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以后，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），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好发挥混凝作用。

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值的大小起着主要作用。在混凝搅拌实验中，水流速度梯度

G值可按下式计算：

G?P （2-1） ?V式中： P——搅拌功率(J/s)；

?——水的粘度(Pa?s)； V——被搅动的水流体积(m3)。

在本实验中，水流速度梯度G值由混凝搅拌机微电脑自动给出。

三、实验装置与设备

1. ZR4-6型微机控制混凝搅拌机 1套（见图2-1） 2. 浊度仪 TSZ型 1台 3. 酸度计（或PH试纸） 1台 4. 玻璃仪器 若干 5. 秒表

6. 自动进样器等

图2-1 混凝搅拌装置

四、实验步骤

混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分。实验用水配制：将配水槽注满自来水，按照400mg/L浓度配制高岭土浊度水水样。由于自来水中碱度不够，因此配水时应同时投加300mg/L的Na2CO3（根据配水槽中自来水的体积，分别计算高岭土及Na2CO3的投加量）。原水配好后，测定原水水样的特性，即混浊度、pH值、温度。

在不改变原水pH的条件下进行最佳投药量实验。选定一种搅拌速度变化方式，确定最佳投药量。然后按照最佳投药量筛选混凝最佳pH值，最后根据最佳投药量、最佳pH值，筛选最佳速度梯度。

在本实验中所需的药剂为： 1. 混凝剂

Al2(SO4)3?18H2O 浓度 10% FeCl3?6H2O 浓度 10% 聚合氯化铝（PAC）?Al2(OH)mCl6?m? 浓度 10%

(三种混凝剂每组同学选做一种)

2.化学纯盐酸HCl 浓度 10% 3.化学纯氢氧化钠NaOH 浓度 10% （一）最佳投药量实验步骤

1. 确定形成絮体矾花所用的最小混凝剂量。方法：用一个实验烧杯取原水1000mL，设置混凝机程序（单段：中速搅拌100r/min，搅拌时间3min），记下该程序号并运行该程序（同时运行），同时向实验烧杯中投加所选用的混凝剂1mL，搅拌3min后，观察有无矾花。若无矾花出现，则再次投加1mL的混凝剂，直至出现矾花为止。此时累计投加的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。

2. 将烧杯中的实验用水倒掉，并将混凝机所附6个实验烧杯，分别加入1000mL 原水，置于实验搅拌机平台上。

3. 确定实验时每个烧杯的混凝剂投加量。根据步骤1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号烧杯的混凝剂投加量。

4. 设置混凝机程序。（第1段：快速搅拌1分钟，转速约为300r/min；第2段：中速搅拌10分钟，转速约为100r/min；第3段：慢速搅拌10分钟，转速约为50r/min）。记下该程序号。

5. 运行该程序，混凝机自动启动搅拌。与此同时，根据步骤3确定的每个烧杯的混凝剂投加量，用移液管向每个烧杯依次快速投加混凝剂（尽量保持同时投加）。

6. 程序运行结束后，搅拌机自动停止。静止沉淀10分钟，用浊度仪比色管在实验烧杯的采样管中放出上清液测定其浊度与pH值（每个水样测定三次）。数据记入表2-1中。

7. 根据剩余浊度—投加量曲线得出最佳混凝剂投加量。 （二）最佳pH值实验步骤

1．将5个实验烧杯分别加入1000mL原水，置于搅拌机平台上。 2．确定原水的特性，即测定原水水样的混浊度、pH值、温度。

3. 调整原水pH。用移液管依次向1号、2号实验烧杯中分别加入2.0、1.0mL

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