中国石油大学油田化学实验报告
实验日期： 2015.5.11 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、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）。
表一 絮凝剂在污水处理中的应用原始数据记录表
单独使用混凝剂FeCl3溶液时： 最适宜的质量浓度:
4⨯0.06⨯0.01⨯1000
=240mg/L
10/1000
单独使用助凝剂HPAM溶液时： 最适宜的质量浓度:
4⨯0.08⨯0.01⨯1000
=320mg/L
10/1000
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⨯0.01⨯1000
=240mg/L
10/1000
最适宜的HPAM质量浓度:
1⨯0.07⨯0.01⨯1000
=70mg/L
10/1000
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：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。因为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。因为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：有。阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用，因此是理想的絮凝剂。
而油珠的表面由于吸附了阴离子型表面活性剂，形成扩散双电子层而带负电。所以，本实验的阳离子型表面活性剂正好可以去除小油珠。
七、实验总结
通过本实验，我观察到了絮凝剂净化水的现象，了解了絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质，掌握了寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。同时，锻炼了动手能力，实验过程中滴加溶液时要注意用量，摇晃时要用力均匀本次实验较为简单，注意观察实验现象就可以，找到最佳的浓度。本次实验的数据处理也是较为简单。得出了比较正确的结论。最后谢谢老师的悉心指导。
中国石油大学油田化学实验报告
实验日期： 2015.5.11 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、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）。
表一 絮凝剂在污水处理中的应用原始数据记录表
单独使用混凝剂FeCl3溶液时： 最适宜的质量浓度:
4⨯0.06⨯0.01⨯1000
=240mg/L
10/1000
单独使用助凝剂HPAM溶液时： 最适宜的质量浓度:
4⨯0.08⨯0.01⨯1000
=320mg/L
10/1000
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⨯0.01⨯1000
=240mg/L
10/1000
最适宜的HPAM质量浓度:
1⨯0.07⨯0.01⨯1000
=70mg/L
10/1000
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：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。因为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。因为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：有。阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用，因此是理想的絮凝剂。
而油珠的表面由于吸附了阴离子型表面活性剂，形成扩散双电子层而带负电。所以，本实验的阳离子型表面活性剂正好可以去除小油珠。
七、实验总结
通过本实验，我观察到了絮凝剂净化水的现象，了解了絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质，掌握了寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。同时，锻炼了动手能力，实验过程中滴加溶液时要注意用量，摇晃时要用力均匀本次实验较为简单，注意观察实验现象就可以，找到最佳的浓度。本次实验的数据处理也是较为简单。得出了比较正确的结论。最后谢谢老师的悉心指导。