姓名：沈婭指導老師：宴曉敏
學號：20102401199 預習密碼：41661
專業：化學實驗時間：2014.3.19
【前言】
1、 實驗目的
1 了解混凝法處理水的原理。
2 掌握實驗室模擬廢水處理的操作技術與儀器裝置的使用。
3 學會通過色度、濁度、cod的測定，評價水質。
2、實驗意義
隨著工農業生產的迅速發展和人們生活水平的提高，用水量和廢水排放量日益增加，要使有限的水資源滿足人們日益增長的生產和生活需要，對排放廢水進行有效的淨化處理和回用日趨迫切。絮凝作為重要的水處理方法或基本的單元操作之一，在水處理中佔據極其重要的地位。絮凝劑的優劣是絮凝效果及整個水處理效果的決定因素之一。
在眾多的有機、無機絮凝劑中，聚合硫酸鐵（pfs）以其產生的礬花大、絮體密實、沉降快、適用ph值範圍廣、耗量少、效果好、無毒、**便宜等優點，倍受水處理界的青睞[1]。
3、文獻綜述與總結
廢水的物理處理方法，又稱為機械治理法。主要用於分離廢水中的懸浮性物質。該方法最大的優點是簡單、易行、效果良好，並且十分經濟。
一方面可從廢水中**有用的物質，另一方面也使廢水得到了一級治理。常用的物理治理方法有：重力分離法、離心分離法、過濾法以及蒸發結晶法等。
廢水的化學處理方法的主要處理物件是廢水中溶解性或膠體性的汙染物質。它既可合汙染性物質與水分離，也能改變某些汙染物質以及有機物等，因此可達到比物理方法更高的淨化程度。特別是要從廢水中**有用物質時，或者廢水中含有某種有毒、有害且不易被微生物降解的物質時，採用化學治理方法最為適宜。
然而，化學治理法常需採用化學藥劑或材料，因此執行費用一般都比較高，操作與管理的要求也比較嚴格等。而且，在化學法的前處理或後處理過程中，通常還需配合使用物理治理方法。其中有一種應用最廣泛，既經濟又方便的處理方法——混凝法。
混凝法在廢水處理中，通常混凝法必須與沉澱法配合使用，故稱之為混凝沉澱法。它可以作為初級處理的手段，也可作為二級處理或深度處理的一種工藝。１、基本原理：
向廢水中投加某種化學藥劑（常稱之為混凝劑），使水中難以沉澱的膠體懸浮顆粒或乳狀汙染物質推動穩定後，由於互相碰撞以及附聚或聚合，搭拉而形成較大的顆粒或絮狀物，從而更易於自然下沉或上浮而被除去。可降低廢水的濁度、色度，除去多種高分子物質、有機物和某些重金屬毒物和放射性物質等，因此在工業廢水的處理中得到廣泛應用。２、常用的混凝劑：
可分為無機有和機兩大類。（１）無機混凝劑。其應用最廣的主要有鋁鹽，如硫酸鋁、明礬、鋁酸鈉等；其次是鐵鹽，如硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵等；還有可以迴圈使用的混凝劑，如碳酸鎂等。
這些藥劑均可取得良好的混凝效果，可根據水質情況選用。只是在混凝過程中，大多數會產生比較多的汙泥。此外，還有一種無機高分子混凝劑，如聚全氯化鋁、聚合硫酸鐵，目前應用最為廣泛，混凝效果也更好。
（２）有機絮凝劑。它主要是人工合成酸聚丙烯酸鈉（陰離子型）、聚乙烯吡烯鹽（陽離子型）和聚丙烯醯胺（非離子型）等高分子絮凝劑。這類絮凝劑只需投加少量，便可獲得較佳的絮凝效果，而且汙泥量也少。
當單用某種絮凝劑不能取得良好效果時，還須投加助凝劑。助凝劑大體上也可分為二類：a、用於調節或改善混凝條件的藥劑，如石灰、氯氣等；b、用於改善絮凝體結構的高分子助凝劑，如聚丙烯醯胺、活性矽膠、骨膠和海藻酸鈉等。
有時，有機類絮凝劑與其他無機類混凝劑合用，絮凝的效果更佳，經濟上也更適宜。某些天然的高分子物質，如澱粉、纖維素、蛋白質以及膠和藻類等，本身就有混凝的作用。
聚合硫酸鐵(簡稱聚鐵,符號pfs)又名為羥基硫酸鐵，化學式為: fe2(oh)n(so4)。聚合硫酸鐵作為一種新型無機高分子絮凝劑，水解後可產生多種**和多核離子，對水中懸浮膠體顆粒進行電性中和，降低電位，促使離子相互凝聚,同時產生吸附、架橋交聯等，可用於生活用水及工業用水的淨化，也可對各種工業廢水與城市汙水(如食品、皮革、礦山、冶金、印染、造紙、石油加工等)進行淨化，同時聚合硫酸鐵具有優越的淨水效能，生產成本低、投加量少、產生的礬花大、絮體密實、沉降快、適用ph 值範圍廣、雜質(濁度、cod、懸浮物等)去除率高、絮團沉降快，脫色效果好等優點，倍受水處理界的青睞，已廣泛應用於各種工業廢水和城市汙水處理[2]。
【實驗部分】
1、實驗原理
本實驗就是採用混凝法，向廢水中投入混凝劑聚合硫酸鐵，使水中難以沉澱的膠體顆粒能相互聚合，長大至能自然沉澱的程度，聚合硫酸鐵的絮凝機理主要是利用它在水解過程中產生的多核配合物對汙水中的溶膠的強烈吸附，通過粘結、架橋、交聯等促進微粒聚集而產生絮凝，降低廢水的濁度、色度，去除多種高分子物質、有機物、某些重金屬毒物（汞、鎘、鉛）和放射性物質等，還可以去除磷、硫等。評價指標：濁度去除率=（原水的濁度-處理後廢水的濁度）/原水的濁度×100%[3] 。
2、實驗儀器與藥品
2.1實驗儀器
磁力攪拌器、ph試紙、濁度計、1000ml燒杯、玻璃棒、秒錶、托盤天平、1ml移液管、洗耳球
2.2實驗藥品
實驗4自製混凝劑聚合硫酸鐵、鹽酸溶液（1:3）、氫氧化鈉溶液（10%）去離子水、高嶺土
3、實驗步驟
處理高濁度廢水(用高嶺土和自來水製備), 用濁度計測定廢水濁度, 具體步驟如下:
1 樣品溶液的配置。稱取0. 8g 高嶺土於燒杯中, 加入800ml自來水。
②確定混凝劑的最佳用量。將製備好的混凝劑（濃度為157.4mg/l）稀釋10倍，加混凝劑量依次為0.
10ml、0.30ml、0.50ml、0.
80ml 和1.00ml。快速攪拌1min,慢速攪拌10min，靜止沉澱10min，測定處理後的上清液的濁度。
4、 實驗現象與結果
不同聚鐵加入量對高濁度廢水處理效果的影響
【結果與討論】
根據上面的**2，做出不同聚鐵量對高濁度廢水處理效果的影響的圖象
可以看到隨著藥劑投加量的增大,濁度慢慢地降低。這是因為pfs在處理體系中形成的fe2(oh)24+、fe4(oh)66+ 、[fe(oh)2+]等正電荷離子與汙水中帶負電荷的膠粒發生電中和作用而使之脫穩，同時這些帶電離子還具有專屬化學吸附、粘結架橋、卷掃絮凝和網捕等作用。當投加量足夠大時，幾種作用綜合影響把汙水中的汙物沉澱出來，產生較好的去除效果。
而如果加入的混凝劑越來越多，濁度會慢慢上公升，這是由於隨著混凝劑的增多，吸附的陰離子越來越多導致混凝劑變成了負電荷膠粒反而吸附了混凝劑，從而使得混凝劑無法產生作用。
【結論】
由上述可得適當的混凝劑可以對汙水進行處理，但當達到一定量的時候反而會達不到處理汙水的效果。混凝劑的聚鐵量在0.00590mg/l-0.
0198mg/l之間效果最好，由於實驗只做了幾組，所以可能在0.0198mg/l左右的濃度範圍均效果不差，但當達到一定濃混凝劑的去汙效果開始變差。
【參考文獻】
[1] 龔竹青,劉立華,鄭雅傑等.固體聚合硫酸鐵的製備及對生活汙水的處理.工業水處理.2003,23:(9)
[2] 李家貴,朱萬仁,韋慶敏等.聚合硫酸鐵的製備及處理製衣廠水洗廢水研究.當代化工.2011,40:(11)
[3]曾榮華, 成文, 呂向紅等.無機混凝劑的製備及對高嶺土廢水的處理. 實驗室科學.2010,(13):(2)
實驗六,華南師範大學實驗報告
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