c、混凝剂的投加量 混凝剂的投加量对混凝效果的影响程度，视混凝剂品种而异。 对于硫酸铝而言，并不是投加量越多，效果越好的。从实验数据可以看出，硫酸铝的最佳投加量在 30mg/L 附近。
4
（2）为什么投加最大药量时，混凝效果不一定好？ 答：
对硫酸铝而言，当投加量 过多时，混效果 不一定好。水中 原来负电荷胶体可 变成带正电荷的 胶体，根 据理论，这是由于带负电荷胶核直接吸附了过多的正电荷聚合离子的结果。这种吸附力，除了单纯静电力， 一般认为还存在范德 华力、氢键及共 价键等。混凝剂 投量适中，通 过胶核直接吸附 带相反电荷的 聚合离子 或高分子物质，ζ 电位可达到临界电位，混凝效果最好。 （3）pH 值有什么影响？ 答：
四、实验用试剂 （1）硫酸铝 Al2(SO4)3·18H2O（10g/l）; （2）盐酸 HCl（质量分数 10％）； （3）氢氧化钠 NaOH（质量分数 10％）；
2
五、实验操作步骤 1．确定混凝剂的最 佳投量
1000ml 原水×4， 分别置于烧杯中
硫酸铝按不同 的投量 分别加入到 4 个原水 样中
快速搅拌 （300r/min）， 30s
中速搅拌 (150r/min)， 5min
慢速搅拌 (70r/min)， 10min
2．最佳 pH 值的影响
注 意 观 察 停止搅拌
“矾花”形
成过程
静止 10min
用 50ml 注射针筒 分别抽出上清液， 测定剩余浊度
1000ml 原水×4， 分别置于烧杯中
1＃，2＃烧杯中，分别加入 2.5ml，1.0mlHCl； 3＃，4＃烧杯中，分别加入 0.2ml，1.2mlNaOH。
七、思考题 （1）根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝的几个主要因素。 答：根据实验结果以及实验中所观察到的现象，影响混凝的主要因素为：
a、水中悬浮物浓度的影响 从混凝动力学方程可知，水中悬浮物浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。
b、水的 pH 值的影响 水的 pH 值对混凝效果的影响程度，视混凝剂品种而异。 对硫酸铝而言，水的 pH 值直接影响铝离子的水解聚合反应，即影响铝盐水解产物的存在形态。从 实验结果看来，硫酸铝除浊度的最佳 pH 值在 6 附近。
四、实验用试剂 氯化钠 NaCl（0.1mg/l）。
7
五、实验操作步骤
由于实际使用的实 验装置不一样，实际实验步骤为：
开启整 个设备
观察仪器显示数据， 记录进水电导率
观 察 并记 录 下 EDI 产水电阻率最大值
关闭 设备
8
六、实验数据及结 果整理 数据：进水电导率
R
1
=414
s
/
cm
=
、实验目的 （1）了解电渗析装置的构造及工作原理。 （2）掌握电渗析法除盐技术，求脱盐率及电流效率。 （3）通过实验加深理解电渗析除盐的工作原理。
二、实验原理 电渗析法的工作原理是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性（即阳膜只允许阳离子透过，
阴膜只允许阴离子透过），使水中阴、阳离子做定向迁移，从而达到离子从水中分离的一种物理化学过程。 电渗析装置原理（图 1）。它是由许多只允许阳离子通过的阳离子交换膜和只允许阴离子通过的阴离子交换
/
m
，
EDI 产水电阻率最大值 R 2 17.63·m
求脱盐率
脱盐率
1 R1
R2
100%
1 17.63
0.0414
27%
1
1
R1
0.0414
七、思考题 （1）水中的阴、阳离子是怎样迁移的？ 答：
a、在直流电作用下发生电迁移； b、反离子迁移，迁移方向与浓度梯度方向相反 c、同名离子迁移，方向与浓度梯度方向相同
给水处理实验
目录
实验一、混凝实验 .................................................................................................. 2 实验二、电渗析除盐实验 .................................................................................... 6 实验三、颗粒的絮凝沉淀 .................................................................................. 10 实验四、颗粒自由沉淀....................................................................................... 14 实验五、离子交换树脂的鉴定及交换容量的测定.................................... 18 实验六、过滤与反冲洗实验.............................................................................. 23
实验一、混凝实验
一、实验目的 （1）通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解。 （2）选择和确定最佳混凝工艺条件。 （3）了解影响混凝条件的相关因素。
二、实验原理 混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质。混凝过程的完善程度对后续处理，如沉淀、过滤
影响很大，所以，它是水处理工艺中十分重要的一个环节 。我们知道，天然水中存在着大量悬浮物 ，悬浮物的 形态是不同的，有些大颗粒悬浮物可在自身重力作用下沉降；而另一种是胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重 要原因，胶体颗粒靠自然沉降是不能除去的，因为，水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒 ，胶粒间存在着 静电斥力、胶粒的布朗运动、胶粒表面的水化作用 ，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大 ，若 向水中投加混凝剂能提供大量的正离子，能加速胶体的凝结和沉降。压缩胶团的扩散层，使电位转变为不稳定 因素，也有利于胶粒的吸附凝聚。水化膜中的水分子与胶粒有固定联系，具有弹性较高的粘度 ，把这些水分子 排挤出去需要克服特殊的阻力，这种阻力阻碍胶粒直接接触，有些水化膜的存在决定于双电层状态。若投加混 凝剂降低ξ 电位，有可能使水化作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质（直接加入水中的高分子物质一般 具有链状结构），在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用，即使ξ 电位没有降低或降低不多，胶粒不能相互接触， 通过高分子链状物吸附胶粒，也能形成絮凝体。
快速搅 拌， 300r/min ， 0.5min
每 只 烧杯 中 取
50ml 水样，测 pH 值，记录数据
向 各 个 烧杯 中 加 入 相 同 剂 量的 混 凝 剂 （最佳投药量）
快速搅拌，300r/min，0.5min 中速搅拌，150r/min，5min 慢速搅拌，70r/min，10min
静止 10min
对于不同的混凝剂，水的 pH 的影响程度也不相同。对于聚合形态的混凝剂，如聚合氯化铝和有机高分 子混凝剂，其混凝效果受水体 pH 的影响程度较小。铝盐和铁盐混凝剂投入水中后的水解反应过程，其水解 产物直接受到水体 pH 的影响，会不断产生 H＋，从而导致水的 pH 降低。水的 pH 直接影响水解聚合反应， 亦即影响水解产物的存在形态。因此，要使 pH 保持在合适的范围内，水中应有足够的碱性物质与 H＋中和。 天然水中都含有一定的碱度，对 pH 有一定缓冲作用。当水中碱度不足或混凝剂投量大，pH 下降较多时， 不仅超出了混凝剂的 最佳作用范围， 甚至影响混凝剂 的继续水解， 因此，水中碱度 高低对混凝效 果影响程 度较大，有时甚至超过原水 pH 的影响程度。所以，为了保证正常混凝所需的碱度，有时就需考虑投加碱剂 (石灰)以中和混凝剂水解过程中所产生的 H＋。每一种混凝剂对不同的水质条件都有其最佳的 pH 作用范围， 超出这个范围则混凝的效果下降或减弱。
用 50ml 注射针筒 分别抽出上清液， 测定剩余浊度
六、实验数据及结 果整理 1．确定混凝剂的最 佳投量
表 1 某一种混凝剂投加量的最佳选择
水样编号
1
2
3
4
混凝剂加注量
/ml 剩余混浊度/
（º）
1 15.00
3
5
7.12 20.0
7 11.70
3
由上图可得，硫酸铝的最佳投加量在 30mg/L 附近。 2．最佳 pH 值的影响
另外，加了混凝剂的胶体颗粒，在逐步形成大的絮凝体过程中 ，会受到一些外界因素影响，如水流速度（搅 拌速度）、pH 值及沉淀时间等等，所以，相关因素也需要加以考虑。由于实验条件有限，在此，搅拌速度及沉 淀时间拟定，不加考虑。 三、实验设备及仪 器 （1）六联搅拌器（1 台）； （2）光电浊度议（1 台）； （3）酸度计（1 台）； （4）烧杯（1000ml，500ml，200ml 各 6 个）； （5）烧杯（500ml3 个）； （6）移液管（1ml，2ml，5ml，10ml 各 4 支）； （7）注射针筒（50ml2 支）； （8）温度计（1 支）。
在电渗析过程中，电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜所受到的阻力以及进行电极反应。运行时， 进水分别流经浓室、淡室、极室 。淡室出水即为淡化水，浓室出水即为浓盐水 ，极室出水不断排除电极过程的 反应物质，以保证渗析的正常运行。
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三、实验设备及仪 器 （1）电渗析装置 结构包括：压板、电极托板、电极、极框、阴膜、阳膜、浓水隔板、淡水隔板等； （2）整流器（1 台）； （3）电导仪（1 台）； （4）酸槽（PVC）； （5）泵（1 台）； （6）原水水槽（1 个）； （7）恒温烘箱（1 台）； （8）陶瓷蒸发皿（10 个）； （9）分析天平（1 台）。
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，在一定的水力条件下，才能形成较大的絮凝 体，俗称矾花。直径较大且较密的矾花容易下沉，自投加混凝剂直至形成矾花的过程叫混凝。