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絮凝剂在污水处理中的应用
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。
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。
混凝剂并非用的越多越好。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。
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
仪器与药品
1.仪器
试管架、10ml具塞试管、烧杯等
2.药品
三氯化铁、部分水解聚丙烯酰胺、污水
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。
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）。
经实验所得实验记录表如下：

表1实验记录表
试管编号123456混凝剂的净水作用0.04FeCl3(滴)12481632实验现象清晰度浑浊较清晰清晰较清晰浑浊浑浊沉淀量(ml)0.71.42.11.20.50.7助凝剂的净水作用1滴
5×10-5
HPAM2滴
5×10-5
HPAM4滴
5×10-4
HPAM8滴
5×10-4
HPAM16滴
1×10-2
HPAM32滴
1×10-2
HPAM实验现象清晰度浑浊浑浊较清晰清晰浑浊浑浊沉淀量(ml)0.60.7助凝剂配合混凝剂使用0.04FeCl3(滴)
+
1滴5×10-4HPAM12481632实验现象清晰度较清晰较清晰清晰较清晰浑浊浑浊沉淀量(ml)0.80.81.80.80.60.9备注0.04FeCl3
0.06g5×10-5HPAM
0.06g5×10-4HPAM
0.07g1×10-2HPAM
0.081.所用混凝剂的最适宜质量浓度
由表1得，当滴入4滴质量分数为0.04FeCl3时，净化效果最好，所以此时的FeCl3质量浓度为最适宜浓度，为：

所以，所用混凝剂的最适宜质量浓度为0.96mg/L；
2.所用助凝剂的最适宜质量浓度
由表1得，当滴入8滴质量分数5×10-4的HPAM时，净化效果最好，所以此时的HPAM质量浓度为最适宜浓度，为：

所以，所用助凝剂的最适宜质量浓度为0.028mg/L；
3.助凝剂条件下所用混凝剂的最适宜浓度
由表1得，当滴入1滴质量分数5×10-4的HPAM和4滴质量分数为0.04FeCl3时，净化效果最好，所以此时的FeCl3质量浓度为最适宜浓度，为：

所以，助凝剂条件下所用混凝剂的最适宜质量浓度为0.96mg/L；
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：混凝剂作用机理：中和固体悬浮物表面的负电性，使泥沙颗粒聚集沉淀；
助凝剂作用机理：能桥接在固体悬浮物表面上，使它们迅速下沉。
2.为何混凝剂和助凝剂都有最适宜使用浓度？
答：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；
助凝剂的使用超过一定质量浓度时，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。
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：有作用；若水中的悬浮物是小油珠，那体系为水包油乳状液，而本实验的絮凝剂有破乳作用，所以仍能起到净化水的作用
实验总结
通过本实验的操作与数据处理，我观察了絮凝剂净化水的现象，进一步了解了絮凝剂的分类、及其在污水处理中的作用机理和使用性质；同时验证了混凝剂与助凝剂的协同作用，和掌握了一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。