絮凝剂在污水处理中的应用

中国石油大学油田化学实验报告实验日期：2013.4.26成绩：班级：石工10-12班学号10021563姓名：宋胜教师：同组者：宫智武谢传昕何文波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。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。配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。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。同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。三、实验仪器、药品与材料1.实验仪器电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。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60g高岭土，高速搅拌20min后，在室温下密闭养护24h)。四、实验步骤1.将污水摇匀，将污水倒入烧杯中，取六只具塞试管，分别加入10ml污水。然后向其中分别加入1滴、2滴、4滴、8滴、16滴、32滴4%的FeCl3溶液，然后摇匀，静置10分钟后，观察现象。2.取六支10ml毫升具塞试管，分别加入10ml污水。向其中分别加入5×10-5的HPAM溶液1滴、2滴，5×10-4的HPAM溶液4滴、8滴，1×10-2的HPAM溶液16滴、32滴。将其摇匀，静置10分钟后，观察现象。3．取六支10ml毫升试管，分别加入10ml污水。向其中分别加入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，静置10分钟后，观察现象。五、数据处理表一实验原始记录表试管编号123456混凝剂的净水作用1%FeCl3滴数12481632观察并记录实验现象较澄清，沉降速度中等，固体体积0.2mL澄清，沉降速度快，固体体积0.4mL澄清，沉降速度中等，固体体积0.15mL澄清，沉降速度中等，固体体积0.2mL浑浊，沉降速度中等，固体体积0.2mL浑浊，沉降速度较慢，固体体积0.09mL助凝剂的净水作用HPAM51051d51052d41054d41058d21014d21018d观察并记录实验现象很浑浊，沉降速度很慢，固体体积0.05mL较浑浊，沉降速度较慢，固体体积0.1mL较澄清，沉降速度较快，固体体积0.1mL最澄清，沉降速度较快，固体体积0.1mL较澄清，沉降速度相对最快，固体体积0.2mL较浑浊，沉降速度中等，固体体积0.1mL助凝剂配合混凝剂使用4%FeCl31d2d4d8d16d32d4105HPAM1d1d1d1d1d1d观察并记实验现象澄清，沉降速度中等，固体体积0.24mL澄清，沉降速度快，固体体积0.43mL澄清，沉降速度中等，固体体积0.18mL澄清，沉降速度中等，固体体积0.3mL浑浊，沉降速度较慢，固体体积0.2mL浑浊，沉降速度慢，固体体积0.17mL备注每滴FeCl34%质量0.06g每滴5105HPAM质量0.06g每滴4105HPAM质量0.07g每滴2101HPAM质量0.08g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）。1.单独使用混凝剂：最适宜质量浓度Lmg/1201010100001.006.0232.单独使用助凝剂：最适宜质量浓度Lmg/281010100010507.08343.助凝剂配合混凝剂：在助凝剂存在条件下，最适宜的混凝剂质量浓度Lmg/1201010100001.006.023最适宜的助凝剂质量浓度43310.07510103.51010/mgL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：絮凝剂包括混凝剂与助凝剂，混凝剂作用机理有两个，其一是压缩双电层作用，其二是吸附架桥作用。助凝剂可用以调节或改善混凝的条件，可以改善絮凝体的结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小、松散的絮凝体变得粗大而紧密。从而起到絮凝的作用。2.为何混凝剂和助凝剂都有最适宜的使用浓度？答：混凝剂并不是用的越多越好。如果混凝剂使用浓度过高，泥沙表面会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。因为有适合的最佳浓度，助凝剂也有适合的最佳浓度，也不是用的越多越好。助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。3.若水中的悬浮物不是固体颗粒，而是小油珠，请问本实验用的絮凝剂是否有净化水的作用?答：有。油珠带负电，可以在混凝剂与助凝剂的作用下聚沉从而起到净化水的作用。七、实验总结通过这次实验，我了解了絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质，并且掌握了一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。看到了絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，通过本实验使得我可以把书本上的知识能够用到实验操作中，使得我对絮凝剂有了更深一步的理解。这次试验也锻炼了我的动手能力和团队协作能力，对我今后的实验功底有以一定的帮助。最后，感谢老师的悉心指导！