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： 石工1201班 姓名： 郭了之 学号： 12021011 教师： 同组者： 刘俊宇 赵佩钦
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。
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. 实验内容设计
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
1．实验原始数据记录如表一：
表一 实验原始记录表 试管编号(10ml) FeCl3 混凝剂的净水作用 观察并记录实验现象 1 1×10?32 1×10?33 1×10?24 1×10?25 1×10?26 1×10?2 1滴 2滴 4滴 1min左右8滴 很快出现絮状物，沉淀速率最快，沉淀较多（0.4ml），水较澄清 16滴 32滴 沉淀缓慢且不完全（0.1ml）液体较混浊，沉淀少 沉淀缓慢且不完全液体较混出现絮状物，沉淀（0.25ml清 沉淀较慢，沉淀较慢，淡淡黄色水体混浊 黄色水体混浊 （0.1ml），（0.1ml），（0.05ml）速率次快浊，沉淀少 ），水澄5×10HPAM 助凝剂的 净水作用 观察 并记 录实 验现 象 助凝 剂的 配合 混凝 剂使 5×10FeCl3 ?4?5 5×10 ?5 1×10 ?2 1×10 ?2 1×10 ?2 1×10 ?2 1滴 2滴 1滴 沉降最快 最澄清 （0.15ml） 2滴 4滴 8滴 沉降较慢 水浑浊（0.1ml） 沉降慢 水浑浊 （0.05ml） 沉降快 次澄清 沉淀较快 较浑浊 沉淀较慢 水浑浊 （0.2ml） （0.1ml） （0.15ml） 1×101 ?3 1×102 ?3 1×104 ?2 1×108 ?2 1×1016 ?2 1×1032 ?2 的HPAM 1滴 1滴 1滴 1滴 1滴 1滴 用 观察 并记 录实 验现 象 沉降较快 较清澈 0.2ml 沉降较快较混浊 0.1ml 沉降较快水澄清 0.18ml 沉降最快 水澄清 0.52ml 沉降较慢水浑浊 0.15ml 沉淀较慢较混浊 0.25ml 备注：
1×105×101×10
?3的FeCl3 a=0.05 g/滴 1×10
?2的FeCl3 b=0.06 g/滴
?4?5的HPAM c=0.06 g/滴 5×10的HPAM e=0.08 g/滴
的HPAM d=0.07 g/滴
?2
2.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）。 试管中污水的体积 V=50 ml=0.05 L
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为
C1=8×b×1000×6×10
?2/V=1.44×10mg/L
12. 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。
C2=1×e×1000×1×10
?2/V=16 mg/L
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。 对于 混凝剂C3=8×b×1000×6×10
助凝剂C4=1×d×1000×5×10
?2/V=1.44×10mg/L /V =1.75 mg/L
1?4六. 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： 混凝剂主要是无机阳离子型聚合物，它可在水中解离出阳离子，中和固体悬浮物表面的负电性，破坏固体悬浮物的稳定性，使固体悬浮物聚沉。助凝剂多是水溶性的高分子。高分子的分子可以吸附在固体悬浮物表面，通过桥接作用将悬浮物聚合起来，加快沉降速度。
2. 为何混凝剂和助凝剂都有最适宜的使用浓度？
答：混凝剂的作用机理只要是中和固体悬浮物表面的带电性，加入少了没有起到相应的作用，如果加入过多则会使悬浮物表面重新带电，反而不利于固体沉降。助凝剂也并非用得越多越好。如果助凝剂超过一定质量浓度，就会在水中形成网状结构，反而妨碍了固体悬浮物的聚沉。
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：小油珠的表面带负电，因此本实验的絮凝剂仍有净化水的作用。混凝剂主要是无机阳离子型聚合物，这样就可以中和小油珠表面的负电荷，破坏小油珠的稳定性，使其更容易聚并，从而达到除油的效果。
七. 实验总结
通过这次实验，我们观察到了絮凝剂絮凝有粘土颗粒的污水的过程，了解了混凝剂和助凝剂各自的作用机理，同时通过对比实验发现，混凝剂和助凝剂并不是越多越好，而是有一个各自适宜的浓度。前面两次油田化学实验做得都不是很好，这一次虽然还是最后一组做完，但是实验结果还不错。最后感谢老师的悉心指导！