實驗九絮凝劑在污水處理中的應用一、實驗目的1．觀察絮凝劑(即混凝劑與助凝劑)凈化水的現象，了解絮凝劑在污水處理中的作用機理和使用性質。2．掌握一種尋找絮凝劑最適宜質量濃度的方法。二、實驗原理水的凈化可使用各種絮凝劑。在絮凝劑中，能使水中泥沙聚沉的物質叫混凝劑。常用的混凝劑主要有無機陽離子型聚合物，如羥基鋁、羥基鋯等，這些無機陽離子型聚合物可在水中解離，給出多核羥橋絡離子，中和固體懸浮物表面的負電性。此外，也可用三氯化鐵、三氯化鋁和氧氯化鋯等化學劑通過水解、絡合、羥橋作用，形成多核羥橋絡離子，起到羥基鋁、羥基鋯同樣的作用?；炷齽┎⒎怯玫迷蕉嘣胶谩Ｒ蚧炷齽┦褂脻舛冗^高將使泥沙表面吸附過量的鐵離子而帶正電，致使鐵的多核羥橋絡離子對它失去聚沉作用。因此，混凝劑的使用應有一個最適宜的質量濃度。配合混凝劑使用，從而使它的凈化效果提高、用量減少的物質叫助凝劑。助凝劑多是水溶性高分子。高分子的分子(或其締合分子)可將被混凝劑聚結起來的泥沙顆粒進一步聚結，從而加快它的聚沉速度。常用的助凝劑有部分水解聚丙烯酰胺、鈉羧甲基纖維素和褐藻酸鈉等。同樣，助凝劑也并非用得越多越好。因助凝劑超過一定質量濃度，就可在水中形成網狀結構，反而妨礙了泥沙顆粒的聚沉。因此，助凝劑的使用也有一個最適宜的濃度。三、儀器、藥品與材料1．實驗儀器電子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小燒杯、溫度計。2．藥品與材料三氯化鐵(化學純)、部分水解聚丙烯酰胺(工業品)。污水(在1L水中加入60g高嶺土，高速攪拌20min后，在室溫下密閉養護24h)。四、設計實驗內容實驗過程中用目視比色法觀察絮凝劑的凈水現象和作用效果，以表格形式記錄實驗現象和實驗數據。1.單獨使用混凝劑，測定實驗條件下凈化污水所需混凝劑的最適宜濃度。2.單獨使用助凝劑，測定實驗條件下助凝劑的最適宜使用濃度。3.助凝劑配合混凝劑使用，確定在助凝劑存在下混凝劑的最適宜濃度。五、數據處理計算凈化污水所用混凝劑和助凝劑的最適宜質量濃度（用mg/L表示）。表1實驗數據記錄試管編號1#2#3#4#5#6#混凝劑的凈水作用FeCl3的加量（滴）12481632觀察并記錄實驗現象速度643215沉降值0.5ml0.4ml0.8ml1.3ml1.6ml0.8ml澄清度643215助凝劑的凈水作用HPAM的質量分數510-5510-5510-4510-4110-2110-2HPAM的加量（滴）1248816觀察并記錄實驗現象速度123456沉降值0.6ml0.5ml0.6ml0.7ml0.4ml0.4ml澄清度123456助凝劑配合混凝劑的凈水作用FeCl3的加量（滴）12481632HPAM的質量分數及加量（滴）510-41滴510-41滴510-41滴510-41滴510-41滴510-41滴觀察并記錄實驗現象速度652134沉降值0.5ml0.4ml0.8ml1.3ml1.6ml0.8ml澄清度653124表2實驗相應濃度FeCl3的質量分數110-3110-2HPAM的質量分數510-5510-4510-2每滴FeCl3溶液質量(g)0.050.06每滴HPAM溶液質量(g)0.060.070.08最適宜濃度即為分出水最澄清的所加入試劑的濃度：（1）在混凝劑（FeCl3）的凈水作用的實驗中：5號試管的澄清度最大，所以其對應的濃度為最適宜濃度（2）在助凝劑（HPAM）的凈水作用的實驗中：1號試管的澄清度最大，所以其對應的濃度為最適宜濃度（3）助凝劑（HPAM）配合混（FeCl3）凝劑的凈水作用：4號試管的澄清度最大，所以其對應的濃度為最適宜濃度六、實驗結果與討論1、分別說明混凝劑和助凝劑的作用機理。（1）混凝劑作用機理：通過水解、絡合、羥橋作用，形成多核羥橋絡離子，中和固體懸浮物表面的負電性，壓縮雙電層，從而使電位降低，使靜電斥力變小，失去聚結穩定性、進而失去動力穩定性而發生絮凝，此外還有吸附架橋作用和網捕作用。（2）助凝劑作用機理：助凝劑能橋接在固體懸浮物表面上，使半徑變大，從而使布朗運動減慢，而下沉速度加快，使它們迅速下沉，失去聚結穩定性和動力穩定性。它可以調節或改善混凝的條件，或改善絮凝體的結構，利用高分子助凝劑的強烈吸附架橋作用，使細小松散的絮凝體變得粗大而緊密。2、為何混凝劑和助凝劑都有最適宜的使用濃度？（1）當混凝劑使用濃度過高將使泥沙表面吸附過量的鐵離子從而帶正電，過多的正電又使靜電斥力大于吸引力，使具有聚結穩定性，使鐵的多核羥橋絡離子失去聚沉作用，所以，混凝劑使用時有一個最適宜的濃度。（2）助凝劑也如此，因為助凝劑超過一定質量濃度，就可以在水中形成網狀結構，反而妨礙了泥沙顆粒的聚沉，所以，助凝劑在使用中也有一個最適宜的濃度。3、若水中的懸浮物不是固體顆粒，而是小油珠，請問本實驗用的絮凝劑是否有凈化水的作用