絮凝剂在污水处理中的应用

实验日期： 成绩：

班级： 学号： 姓名 教师： 同组者：

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)、6支具塞比色管、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)（质量浓度

510、510、110542）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HPAM1和2滴，5104的HPAM4和8滴，1102的HPAM16

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FeCl31、2、4、8、16、32滴，将其摇匀，力度适中。后再各加入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 混凝剂的净水作用 FeCl3(4%)/滴1 1 混浊 较缓慢 0.6ml 2 2 较澄清 缓慢 1.2 ml 51053 4 最澄清 快 2.2 ml 44 8 较混浊 较快 1.0 ml 45 16 较澄清 较快 1.2 ml 26 32 较澄清 较快 1.1 ml 2观察并记录实验现象 HPAM/滴 助凝剂的净水作用 5105 510 510 110 110 1滴 观察并记录实验现象 混浊 2滴 混浊 4滴 最澄清 快 0.8 ml 8滴 澄清 最快 0 ml 16滴 混浊 较慢 0 ml 32滴 混浊 较慢 0 ml 慢 较慢 0.05 ml 0.05 ml 助凝剂配合混凝剂作用 FeCl3(4%)+ 1+1滴 2+1滴 4+1滴 8+1滴 16+1滴 32+1滴 5104HPAM 较混浊 较慢 1.1ml 澄清 较快 1.2 ml 澄清 较快 2.0 ml 较混浊 较慢 1.0 ml 较混浊 较慢 1.2 ml 较混浊 较慢 1.3 ml 观察并记录实验现象 备注 每滴FeCl3(4%)质量0.06g 每滴5105、5104、1102HPAM质量0.06g、0.07g、0.08g 由实验数据可得：

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5104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100010/1000

=960mg/L

最适宜的HPAM质量浓度=

10.075104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。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：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。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。

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：若水中的悬浮物不是固体颗粒，而是小油珠，本实验用的絮凝剂有净

化水的作用。因为油珠表面由于吸附了阴离子表面活性物质形成扩散双电层。