Jar Test SOP 5步法：最佳化FeCl3與PAC混凝劑投加量

• 標準化5步法：樣品與母液製備 → 分樣與攪拌槳設定 → 快速攪拌 → 慢速攪拌 → 沉澱與測量。
• 精確確定最佳pH範圍：FeCl3在pH 5.0–8.5範圍內效果良好，而PAC在pH 6.0–8.0範圍內達到最佳效果。
• 降低ETP運營成本，徹底解決沉澱池中絮體破碎或汙泥上浮的問題。

1. Jar Test SOP在廢水處理站（ETP）運營中的作用

在工業廢水處理系統的執行中，當廢水特性（濁度、COD、pH、流量）發生變化時，憑感覺投加化學品或沿用舊劑量表的做法是導致預算浪費和出水超標的首要原因。Jar Test（利用多聯攪拌器模擬混凝絮凝過程的實驗）是強制性的技術“指南針”。

執行Jar Test SOP可以實現：

最佳化化學品成本（使用成本）

確定混凝飽和點，避免過量投加導致膠體再穩定（restabilization），使水重新變渾濁。

減少汙泥體積

標準投加量形成密實絮體，降低汙泥含水率以及危險廢物處理單位的處理費用。

保護工藝裝置

避免因化學品殘留結垢導致管道腐蝕或計量泵堵塞。

2. Jar Test中使用的標準混凝劑技術參數列

以下是祿天化工直接供應的、用於Jar Test實驗的主要混凝劑的標準技術規格參數：

3. 標準實驗室Jar Test SOP 5步法

1. 第1步：準備廢水樣品與母液（Stock Solution）

   在調節池或反應池進水口取代表性水樣（約10–20升）。測量初始引數：pH、濁度（NTU）、COD、TSS、溫度。配製濃度為1.0%的混凝劑母液（將10g純化學品溶於1000ml蒸餾水中）。以此濃度，向1000ml樣品中加入1ml母液相當於10mg/L（ppm）的投加量。

2. 第2步：將樣品分配到Jar Test燒杯組並設定投加量範圍

   將精確量取的1000ml廢水分別倒入Jar Test的6個玻璃燒杯中。根據廢水特性設定預期投加量系列（例如：燒杯1 = 50 ppm，燒杯2 = 100 ppm，燒杯3 = 150 ppm，燒杯4 = 200 ppm，燒杯5 = 250 ppm，燒杯6 = 300 ppm）。如果樣品pH超出工作範圍，先用50%液鹼NaOH或酸將pH調節至最佳範圍。

3. 第3步：快速攪拌階段（混合混凝）

   將攪拌槳降至燒杯中心。設定快速攪拌速度為150 – 200 rpm（相當於G = 300 s⁻¹）。用移液槍同時向6個燒杯中加入所需量的化學品母液（FeCl3 45%或PAC 30%）。保持快速攪拌60 – 90秒，使化學品均勻分散並中和膠體顆粒表面電荷。

4. 第4步：慢速攪拌階段（絮凝）

   將攪拌速度降至30 – 40 rpm（G = 40 s⁻¹），持續15 – 20分鐘。如需新增助凝劑聚合物（陰離子或陽離子），可在慢速攪拌開始後的第2分鐘加入1–2 ppm。觀察絮體的形成和生長（絮體尺寸、聚集速度）。

5. 第5步：靜置沉澱與結果評估

   升起攪拌槳，讓燒杯組靜置沉澱30分鐘。觀察沉澱速度（cm/分鐘）、上清液的顏色和透明度、底部汙泥層的體積。用虹吸管在水面下2cm處吸取上清液，重新測量：濁度（NTU）、pH、殘餘COD、TSS。

4. 如何將實驗室結果換算為實際計量泵流量

將實驗室最佳投加量（$C_{lab}$ mg/L）轉換為ETP站實際化學品泵流量（$Q_{chemical}$ 升/小時）的公式：

$$Q_{chemical} (L/h) = \frac{Q_{water} (m^3/h) \times C_{lab} (g/m^3)}{C_{stock} (\%) \times 10 \times \rho (kg/L)}$$

實際案例： 廢水流量 $Q_{water} = 50\text{ m}^3\text{/h}$。Jar Test得出的最佳投加量 $C_{lab} = 150\text{ mg/L}$ FeCl3。使用FeCl3 45%溶液，密度 $\rho = 1.42\text{ kg/L}$。

6. 深入技術：Jar Test資料分析與放大生產應用延伸

G值（速度梯度）與實驗室-生產現場的差異

Jar Test使用的攪拌槳轉速（rpm）需換算為速度梯度G值（s⁻¹）才能與實際生產裝置的水力條件對應比較。快速攪拌G=300 s⁻¹對應實驗室約150–200 rpm，但生產現場混合池的實際G值受池型、攪拌槳葉片角度和池體尺寸影響，同樣的rpm設定在不同規格的攪拌裝置上可能產生不同的實際G值。因此Jar Test得出的最佳投加量放大到生產現場後，仍建議進行1–2周的現場微調觀察，不能完全照搬實驗室數值。

溫度對混凝效果的影響與季節性調整

水溫低於15°C時，FeCl3和PAC的水解速率減慢，絮體形成時間延長，冬季（尤其北方地區）建議將慢速攪拌時間從標準15–20分鐘延長至20–25分鐘，並適當降低快速攪拌轉速5–10%以避免過度剪下剛形成的微小絮體。夏季水溫高於30°C時則相反，混凝反應更快，可適當縮短慢速攪拌時間，但需警惕絮體老化破碎風險，沉澱觀察時間不宜縮短。

多元混凝劑復配Jar Test設計

對於單一混凝劑效果不理想的複雜廢水（如同時含高COD和高濁度），可設計FeCl3+PAC復配Jar Test：固定PAC投加量為jar test確定的最佳值的50–70%，疊加梯度遞增的FeCl3投加量，尋找復配後濁度和COD雙指標最優的組合點。復配通常能在總藥耗基本不變的情況下，同時改善脫色效果和汙泥密實度，但需額外增加1–2套計量泵和管路，增加裝置投資，需權衡處理效果提升與裝置成本。

絮體沉降速度的影象記錄法

除肉眼觀察記錄沉降速度外，有條件的實驗室可用手機固定機位每5分鐘拍照記錄沉降介面高度變化，繪製沉降曲線（介面高度-時間關係圖）。沉降曲線拐點對應的時間即為設計沉澱池停留時間的重要參考依據——若現有沉澱池實際停留時間明顯短於該拐點時間，說明沉澱池存在超負荷執行風險，出水濁度可能間歇性超標。

Jar Test記錄表標準化建議

建議每次Jar Test使用統一記錄表格，至少包含：取樣時間、進水pH/濁度/COD、各燒杯投加量、快慢攪拌引數、沉降觀察結果、最終選定投加量及操作人員簽名。標準化記錄便於長期趨勢追蹤，也是ISO 9001/14001稽核時的重要過程證據檔案。

5. FAQ - 關於Jar Test SOP的常見問題

如果您的廢水處理站遇到化學品投加失敗問題或需要最佳化成本，請立即參考文章：當化學品投加系統仍失敗——8個運營痛點。

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• 安全資料表下載： 下載 FeCl3 氯化鐵 SDS 安全資料表 (繁體版)（繁體中文 GHS 16 項標準規格）
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