絮凝剂在污水处理中的应用

中国石油大学（华东）油田化学实验报告

实验日期：2015.05.13成绩：

班级：石工12-班学号：12021367姓名：善人教师：

同组者：

实验九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。

1、单独使用混凝剂，测定实验条件下净化污水所需混凝剂的最适宜浓度。

2、单独使用助凝剂，测定实验条件下助凝剂的最适宜使用浓度。

3、助凝剂配合混凝剂使用，确定在助凝剂存在下混凝剂的最适宜浓度。

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）。

絮凝剂在污水处理中的作用与原始数据记录表

混

（滴）

凝

剂

污水的体积为：10ml

① 单独使用混凝剂时：第三组试管，液体最澄清，固体颗粒沉淀量最大，

)101(FeCl 23-⨯用量为四滴。

所以，最适宜质量浓度L /mg 2401000001

.01001

.006.04=⨯⨯⨯⨯=

② 单独使用助凝剂时：第三组试管，液体最清晰，固体颗粒沉淀量最大，

HPAM ）101（2-⨯用量为1滴。 所以，最适宜浓度L /mg 801000001

.01008

.001.01=⨯⨯⨯⨯=

③ 凝剂配合混凝剂使用时：第三组试管，液体最清晰，固体颗粒沉淀量最

大，）101（FeCl 2

-3

⨯用量为4滴；HPAM ）105（4-⨯量为1滴。所以，最适

宜质量浓度为： 混凝剂L /mg 2401000001.01001

.0406.0=⨯⨯⨯⨯=

助凝剂L /mg 5.31000001

.0100001

.0507.0=⨯⨯⨯⨯=

六、实验结果与讨论

1、分明说明混凝剂和助凝剂的作用机理。

答：混凝剂是指能中和固体表面负电性的化学剂，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。

助凝剂是指能桥接在固体悬浮物表面上，使它们迅速下沉的化学剂；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。 2、为何混凝剂和助凝剂都有最适宜的使用浓度？

答：当混凝剂浓度过低，反应不充分；当混凝剂浓度过高时，混凝剂将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，从而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。

助凝剂浓度过低也可能导致反应不充分，当助凝剂过多时，因助凝剂超过一定质量浓度，就可以在水中形成网状结构，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。

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：絮凝剂有净化作用。本实验所用三氯化铁通过水解、络合、羟桥等作用，形成多核羟桥络离子，可以中和油珠表面的负电；有分支的聚丙烯酰胺可以取代油珠表面原油的吸附膜、桥接油珠，使吸附膜大大减弱，从而使油珠易于聚并、上浮，便于污水分离。

七、实验总结

通过这次实验，观察了絮凝剂(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，同时找到了絮凝剂最适宜质量浓度。收获很大，感谢孙老师的详细讲解和悉心指导。