中国石油大学油田化学实验报告实验十三絮凝剂在污水处理中的应用一．实验目的1.观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。2.掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。二．实验原理水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。絮凝剂包括混凝剂和助凝剂，混凝剂的作用是中和固体颗粒表面的带电性；助凝剂的作用是桥接、蜷曲作用。还要注意混凝剂和助凝剂都有一个各自的最适宜的使用浓度。三．实验仪器、药品与材料1.实验仪器电子天平(感量0.001g)、6支10ml具塞刻度试管管、小烧杯。10ml小烧杯2.药品与材料三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)污水(在1L水中加入60g高岭土，高速搅拌20min后，在室温下密闭养护24h)。四、设计实验内容实验过程中用目视比色法观察絮凝剂的净水现象和作用效果，以表格形式记录实验现象和实验数据。设计如下：1.将污水瓶摇匀。2.取六支10ml毫升具塞比色管，分别加入10ml污水。在分别加入1、2、4、8、16、32滴4%的FeCl3溶液。将其摇匀，力度适中，静置10分钟后，观察现象。3.取六支10ml毫升具塞比色管，分别加入10ml污水。在分别加入5×10-5的HPAM溶液1和2滴，5×10-4的HPAM溶液4和8滴，1×10-2的HPAM溶液16和32滴。将其摇匀，力度适中，静置10分钟后，观察现象。4.取六支10ml毫升具塞比色管，分别加入10ml污水。在分别加入4%的FeCl3溶液1、2、4、8、16、32滴，将其摇匀，力度适中。后再在各试管中加入5×10-4的HPAM溶液1滴。将其摇匀，力度适中，静置10分钟后，观察现象。五．数据处理计算净化污水所用混凝剂和助凝剂的最适宜质量浓度（用mg/L表示）。表1絮凝剂在污水处理中的作用记录表试管编号123456混凝剂的净水作用12481632观察并记录实验现象混浊较透亮透亮较透亮较混浊较混浊0.4ml1.7ml1.8ml1ml0.8ml0.6ml助凝剂的净水作用HPAM/滴1滴2滴4滴8滴16滴32滴观察并记录实验现象混浊混浊透亮较透亮混浊混浊0ml0ml0.5ml0.4ml0ml0ml助凝剂配合混凝剂作用+HPAM1+1滴2+1滴4+1滴8+1滴16+1滴32+1滴观察并记录实验现象混浊较透亮透亮较混浊较混浊较混浊0.2ml1.1ml1.4ml0.8ml0.8ml0.7ml备注每滴质量0.06g每滴、、HPAM质量0.06g、0.07g、0.08g根据以上实验现象及数据，通过计算可以得到：单独使用混凝剂FeCl3溶液时：最适宜的质量浓度=4*0.06*4%*100010\1000=960mg/L单独使用助凝剂HPAM溶液时：最适宜的质量浓度=4*0.07*4*5*10*(-4)E*100010\1000=14mg/L使用混凝剂FeCl3溶液和助凝剂HPAM溶液时：最适宜的FeCl3质量浓度=4*0.06*4%*100010\1000=960mg/L最适宜的HPAM质量浓度=1*0.07*5*10*(-4)E*100010\1000=3.5mg/L六．实验结果与讨论1.分别说明混凝剂和助凝剂的作用机理。答：混凝剂的作用机理是混凝剂是无机阳离子型聚合物的，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性，从而处理污水沉淀物质。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用，形成沉淀物质，沉淀物质起到处理污水的作用。助凝剂的作用机理为助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。2.为何混凝剂和助凝剂都有最适宜的使用浓度？答：混凝剂少量起到的作用有限，起到的效果不明显，然而混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。助凝剂少量起到的作用有限，效果差。然而助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质