《給排水工程專業實驗課》
混凝實驗是《水質工程學》課程必開的設計性實驗，被廣泛地應用於教學、科研和生產領域。通過實驗方案設計、操作，測定懸浮物、濁度、色度、ph值，經過資料處理，加深理解《水質工程學》混凝理論、原理，確定投加藥劑種類及最佳投藥量、最佳ph值。
一. 實驗目的
1. 提高學生運用膠體化學、水質工程學知識解決實際問題的技能，將基礎課、專業基礎課與專業課有關內容融會貫通。
2. 充分發揮學生主動性，培養學生進行科學的自行實驗設計的能力，要求實驗設計具有科學性，可行性，創新性和可操作性
3. 培養學生良好的實驗操作技能和基礎紮實，作風踏實，動手能力強的科研素質；培養學生嚴謹的科學實驗態度和作風。
4. 培養學生查閱文獻能力和書寫文獻綜述的能力；要求學生掌握基本的實驗**的寫作規範。
5. 通過本實驗，觀察礬花的形成過程及混凝沉澱效果。確定某水樣的最佳藥劑，最佳投藥量和混凝最佳條件；
二. 實驗要求
1. 熟悉物理化學、膠體化學、水分析化學、水力學、水質工程學等課程的相關內容，重點掌握膠團結構，膠體穩定的原因以及水體中膠體顆粒脫穩的方法等；掌握混合與反應絮凝的速度梯度概念和計算方法。
2. 針對某種渾濁水樣，確定實驗方法，分組設計實驗方案，選擇實驗裝置和儀器，進行實驗操作、水樣測定、資料記錄處理、整理實驗成果，寫出完整的實驗報告。
3. 充分查閱相關文獻資料，熟悉所用裝置儀器的正確使用方法與注意事項，試驗操作熟練，分析測定資料正確。
4. 在完成設計性實驗的整個過程中，充分發揮學生的實際水平與能力，力求有所創新。
5. 通過本實驗，觀察礬花的形成過程及混凝沉澱效果。確定某水樣的最佳藥劑，最佳投藥量和混凝最佳條件。
6. 樹立良好的團隊和協作精神，嚴格遵守實驗室各項規章制度。
三. 實驗條件
1. 實驗地點：長安大學朱雀校區環工學院市政與暖通實驗中心給水排水實驗室。
2. 實驗條件：實驗中心提供設計性實驗所用的儀器裝置、混凝劑、酸鹼溶液和其它的低值易耗品。實驗室水電設施完善。
3. 實驗形式：採用預約開放形式。
4. 實驗分組：根據設計性實驗內容，實驗每小組按3～5人為宜。
四. 實驗基本步驟
1. 撰寫實驗大綱
每個實驗小組利用課餘時間準備，查閱有關方面的科技資料，開拓思路，初步構思實驗設計方案，並熟悉儀器使用方法。實驗設計方案內容應詳細和具有可操作性，體現科學性、創新性和可行性。具體的內容和格式要求如下：
1 題目、班級、設計者；
2 立題依據（實驗的目的、意義，以及欲解決的問題和國內外研究現狀）；
3 實驗器材與藥品（器材名稱、型號、規格和數量；藥品或試劑的名稱、規格、和使用量）；
4 實驗方法與操作步驟，包括實驗的技術路線、實驗的程序安排、每個研究專案的具體操作過程，以及設立的觀察指標和指標的檢測手段；
5 實驗結果的記錄**製作；
6 預期結果；可能遇到的困難和問題及解決的措施；
7 註明參閱文獻。
2. 實驗準備
學生應根據實驗的設計方案列出實驗所需的儀器裝置、低值易耗品及混凝劑的清單，在實驗課前兩周提交指導老師。
3. 預實驗
按照實驗設計方案和操作步驟認真進行預實驗。在預實驗過程中，做好各項實驗的原始記錄。實驗結束後，應及時整理實驗結果，發現和分析預實驗中存在的問題和需要改進、修改的地方，並向指導老師進行匯報。
得到老師的同意之後，在正式實驗時加以更正。如果指導老師認為預實驗已基本達到目的和要求，只需撰寫實驗報告。
4. 正式實驗
按照修改的實驗設計方案和操作步驟認真進行正式實驗，並強化小組成員的協調與配合，力爭實驗成功。實驗過程中，記錄好試驗的原始資料；試驗結束後，及時整理、分析實驗結果。
5. 撰寫實驗報告
各實驗小組對實驗資料進行歸納和處理，撰寫實驗報告和**。
五. 實驗成果分析
1. 通過觀察現象和實驗成果分析，請指出如要進一步確定較準確的投藥量或ph值應如何進行實驗。
2. 為什麼ph值會影響混凝效果。
3. 測量攪拌機攪拌葉片尺寸，計算中速、慢速攪拌時的g值及gt值，計算整個反應的平均g值。
4. 你對本實驗有何改進意見。
六. 實驗成績考核與評分依據
實驗成績考核與評分依據需要綜合考慮每組設計性實驗的科學性、先進性、創新性以及實驗完成的質量，每個學生在整個設計性實驗過程中的具體表現，如實驗設計的參與程度、實驗動手能力、**的質量、回答問題的能力等進行綜合評分。
附1： 混凝沉澱實驗參考資料
（一） 實驗目的和要求：
1. 了解混凝實驗裝置的構造，掌握裝置儀器的使用方法。
2. 觀察混凝現象，從而加深對混凝理論的理解。
3. 掌握用實驗方法確定某種水樣最有效的混凝劑品種及最佳投加量。
4. 掌握用實驗方法求出所用混凝劑在混凝時的最佳ph值及其適用範圍。
5. 攪拌功率的計算
（二） 實驗原理：天然水中存在大量膠體顆粒，使原水產生渾濁度。我們進行水質處理的根本任務之一，則正是為了降低或消除水的渾濁度。
水中的膠體顆粒，主要是帶負電的粘土顆粒。膠體間靜電斥力、膠粒的布朗運動以及膠粒表面水化作用的存在，使得它具有分散穩定性。混凝劑的加入，破壞了膠體的散穩定性，使膠粒脫穩。
同時，混凝劑也起吸附架橋作用，使脫穩後的細小膠體顆粒，在一定的水力條件下，凝聚成較大的絮狀體（礬花）。由於礬花易於下沉，因此也就易於將其從水中分離出去，而使水得以澄清。
由於原水水質複雜，影響因素多，故在混凝過程中，對於混凝劑品種的選用和最佳投藥量的決定，必需依靠原水和混凝實驗來決定。混凝實驗的目的即在於利用少量原水、少量藥劑，使用一台調速六聯攪拌機並模擬生產中的混凝處理過程，提供設計及生產上的技術依據。
（三） 實驗裝置、儀器：
1. 調速六聯攪拌機1臺
2. 1000ml燒杯6只
3. 100ml燒杯6只
4. 5ml移液管1只
5. 1ml移液管1只
6. 取樣管1只
7. 吸耳球1個
8. 溫度計（0-501只
9. 1000ml量筒1個
10. 濁度儀（或分光光度計1臺
11. 酸度計1臺
（四） 藥劑
1%硫酸鋁，1%三氯化鐵，1%鹼式氯化鋁，
10%鹽酸，10%氫氧化鈉。
（五）、實驗步驟
1. 最佳投藥量實驗
了解各種儀器的使用方法，檢查儀器裝置是否完好。
用濁度儀測定原水濁度；用溫度計測定原水溫度。
用1000ml量筒分別向六個1000ml燒杯中各注入水樣1000ml，燒杯置於攪拌機下，攪拌軸應位於燒杯中心處。
用5ml、10ml移液管以設計的加註量依次加入各燒杯中。
啟動攪拌機，快速攪拌1分鐘，轉速為每分鐘300轉；中速攪拌5分鐘，轉速為每分鐘120轉；慢速攪拌10分鐘，轉速為每分鐘80轉。
靜置沉澱10-20分鐘，用取樣管抽出上層清液放入100ml燒杯內，注意不要擾動底部沉澱物。一人用濁度儀測定水樣的濁度，每只水樣剩餘濁度測定三次，記入表1-1。
2. 最佳ph值實驗
用濁度儀測定原水濁度。
同實驗1步驟。
用移液管將酸或鹼加入各水樣中。
啟動攪拌機，快速攪拌約0.5分鐘，轉速約為每分鐘300轉，依次用ph儀測定各水樣的ph值，記入表1-2。
按實驗1所求最佳劑量，將混凝劑用移液管加入各燒杯中，然後按實驗1的步驟和進行，並計入表1-2。
（六）、實驗記錄
1. 最佳投藥量實驗記錄
以剩餘濁度為縱座標，混凝劑投加量為橫座標，按表1-1的資料繪製剩餘濁度與混凝劑投加量曲線圖，並從圖上求得混凝劑最佳投加量。
圖1-1 混凝劑最佳投量實驗曲線
2. 最佳ph值實驗（攪拌條件同上）
以剩餘濁度為縱座標，水樣ph為橫座標，繪製剩餘濁度～ph值曲線，從曲線中求得該混凝劑的最佳ph值及適用範圍。
圖1-2 混凝劑最佳ph值實驗曲線
附2：phs—25型酸度計使用說明
一．ph值標定
1. 用蒸餾水清洗電極，電極用濾紙檫乾後，即可把電極放入一已知ph值的緩衝溶液中，調節「溫度」調節器，使所指定的溫度同溶液的溫度。
2. 置「選擇」開關於所測ph標準緩衝溶液的範圍這一檔。
3. 調節「定位」旋鈕，使電表指示該緩衝溶液的準確ph值。經上述步驟標定後的儀器，「定位」旋鈕不應再有任何變動。
二．ph測量
1. 把電極插入未知溶液內，稍稍搖動燒杯，使之縮短電極響應時間。
2. 調節「溫度」電位器使指溶液的溫度。
3. 置「選擇」開關於「ph」。
4. 置「範圍」開關於被測溶液的可能ph值範圍。此時儀器所指示的ph值即為未知溶液的ph值。
三.注意事項
1. 在使用或貯存時, 儀器必須盡可能的防止與酸霧、鹽霧等吸潮性氣體接觸。
2. 復合電極一般在不使用時，可把它浸在蒸餾水中。
3. 復合電極的參比電極的陶瓷芯忌與油脂等物質接觸，以防止堵塞。
4. 復合電極在使用前，必須趕盡球泡頭部和電極中間的氣泡。
5. 測量時，電極的引入線需保持靜止，否則會引起測量不穩定。
6. 保證緩衝溶液的可靠性。
混凝攪拌實驗報告
時間 2016年4月23日 實驗人員 一 實驗目的及要求 1 通過實驗觀察礬花生成過程，加深對絮凝理論的理解 2 確定混凝的最佳用量及最佳ph值 3 了解影響混凝效果的因素。二 實驗原理 混凝是用來去除水中無機物和有機的膠體懸浮物。通常在廢水中所見到的膠體顆粒其大小變化約在100nm 10nm之間，...
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