中國石油大學油田化學實驗報告
實驗日期： 2014.12.16 成績
姓名： 班級： 學號教師
同組者實驗九絮凝劑在汙水處理中的應用
一. 實驗目的
1. 觀察絮凝劑(即混凝劑與助凝劑)淨化水的現象，了解絮凝劑在汙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
水的淨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。
混凝劑並非用得越多越好。因混凝劑使用濃度過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，混凝劑的使用應有乙個最適宜的質量濃度。
配合混凝劑使用，從而使它的淨化效果提高、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醯胺、鈉羧甲基纖維素和褐藻酸鈉等。
同樣，助凝劑也並非用得越多越好。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，助凝劑的使用也有乙個最適宜的濃度。
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)、部分水解聚丙烯醯胺(工業品)。
汙水(在1l水中加入60g高嶺土，高速攪拌20min後，在室溫下密閉養護24h)。
四. 實驗內容設計
實驗過程中用目視比色法觀察絮凝劑的淨水現象和作用效果，以**形式記錄實驗現象和實驗資料。
1. 單獨使用混凝劑，測定實驗條件下淨化汙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. 資料處理
1．實驗原始資料記錄如表一：
表一實驗原始記錄表
備註：1×10的fecl a=0.06g/滴 b=0.05g/滴
5×10的hpam c=0.06g/滴 5×10的hpam d=0.07g/滴1×10的hpam e=0.08g/滴
2.計算淨化汙水所用混凝劑和助凝劑的最適宜質量濃度（用mg/l表示）。
試管中汙水的體積 v=10 ml=0.01 l
1.單獨使用混凝劑，測定實驗條件下淨化汙水所需混凝劑的最適宜濃度為
c1=4×a×1000×1×10/v=2.4×10 mg/l
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。
c2=4×d×1000×5×10/v=14 mg/l
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。
對於混凝劑c3=16×a×1000×1×10/v=9.6×10mg/l
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。
答： 混凝劑是指能中和固體懸浮物表面負電性的化學劑，如羥基鋁，它可在水中解離，給出多核羥橋絡離子，中和固體懸浮物表面的負電性。
助凝劑是指能橋接在固體懸浮物表面上，使它們迅速下沉的化學劑。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。
2. 為何混凝劑和助凝劑都有最適宜的使用濃度？
答：混凝劑並非用得越多越好。因混凝劑使用濃度過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，混凝劑的使用應有乙個最適宜的質量濃度。
同樣，助凝劑也並非用得越多越好。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，助凝劑的使用也有乙個最適宜濃度。
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淨化水的作用?
答：若為小油珠，本實驗用的絮凝劑仍有淨化水的作用。油珠表面由於吸附了陰離子表面活性物質（如羧酸鹽型表面活性物質），形成擴散雙電層。
而混凝劑中含無機陽離子型聚合物（如羥基鋁），這樣就可以破壞油珠表面的陰離子，從而達到除油的效果。
七. 實驗總結
通過本次實驗，我了解了絮凝劑在汙水處理中的作用機理以及如何正確使用和選擇合適濃度的絮凝劑，加深了我對課本知識的認識和了解。實驗過程中老師也給予了我們耐心的指導和講解，非常感謝老師！
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