1、华南师范大学实验报告学生姓名 学号 专 业 化学（师范） 年级、班级 10 级 1 班 课程名称 综合化学实验 实验项目混凝剂-聚合硫酸铁对污水的处理实验类型 验证 设计 综合 实验时间 2014 年 3 月 21 日实验指导老师 晏晓敏 实验评分 组员： 预习凭证码：【前言】1、实验目的 了解混凝法处理水的原理。 掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 学会通过色度、浊度、COD 的测定，评价水质。2、文献综述与总结随着人们生活水平的不断提高，各种污水也相应增加，不论生活污水还是工业废水都必须经过处理才能使用或者排放。水处理的方法很多，按处理的原理不同，将处理方法分为物理法、化学
2、法、物理化学法和生物化学法四类。但是应用最广泛，既经济又方便的处理方法还是混凝沉淀法。废水的物理处理方法，又称为机械治理法。主要用于分离废水中的悬浮性物质。该方法最大的优点是简单、易行、效果良好，并且十分经济。一方面可从废水中回收有用的物质，另一方面也使废水得到了一级治理。常用的物理治理方法有：重力分离法、离心分离法、过滤法以及蒸发结晶法等。混凝法就是往水中投入一些药剂（常称混凝剂） ，使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合，长大至能自然沉淀的程度。混凝剂净化废水的原理是其在水中形成网状高分子絮状物，通过吸附、架桥、中和及包埋等作用与水中的污染物物质形成固体物质，从而通过沉淀、过滤去除。絮凝法在工
3、业废水处理中是一个重要的处理方法，它可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，还可以去除磷、硫等，此外它能够改善污泥的脱水性能。混凝法在废水处理中使用得非常广泛，既可以作为独立的处理方法，也可以和其他处理方法配合，作为预处理、中间处理或最终处理。目前常用的混凝剂按化学组成分为无机盐类和有机高分子类 2。无机盐类应用最广的是铁系和铝系金属盐，可分为普通铁、铝盐和碱化聚合盐。普通铁盐有三氯化铁、硫酸亚铁等，普通铝盐有硫酸铝、氯化铝。碱化聚合盐包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁。在众多的有机、无机絮凝剂中，聚合硫酸铁（PFS）以其产生的矾花大、絮体密实
4、、沉降快、适用pH值范围广、耗量少、效果好、无毒、价格便宜等优点，倍受水处理界的青睐 1。聚合硫酸铁(简称聚铁,符号PFS)又名为羟基硫酸铁，化学式为: Fe 2(OH)n(SO4) 。聚合硫酸铁作为一种新型无机高分23子絮凝剂，水解后可产生多种高价和多核离子，对水中悬浮胶体颗粒进行电性中和，降低电位，促使离子相互凝聚,同时产生吸附、架桥交联等，可用于生活用水及工业用水的净化，也可对各种工业废水与城市污水(如食品、皮革、矿山、冶金、印染、造纸、石油加工等)进行净化，现已广泛应用于各种工业废水和城市污水的处理。【实验部分】1、实验仪器与药品1.1实验仪器磁力搅拌器、浊度计、1000ml烧杯、10
5、ml烧杯、玻璃棒、秒表、托盘天平、1ml移液管、洗耳球。1.2实验药品实验4自制混凝剂聚合硫酸铁、去离子水、高岭土。2、实验原理本实验就是采用混凝法，向废水中投入混凝剂聚合硫酸铁，使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合，长大至能自然沉淀的程度，聚合硫酸铁的絮凝机理主要是利用它在水解过程中产生的多核配合物对污水中的溶胶的强烈吸附，通过粘结、架桥、交联等促进微粒聚集而产生絮凝，降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，还可以去除磷、硫等。评价指标：浊度去除率=（原水的浊度-处理后废水的浊度）/原水的浊度100% 3 。 3、实验步骤处理高浊度废水(用
6、高岭土和自来水制备),用浊度计测定废水浊度, 具体步骤如下: 聚合硫酸铁的稀释。取上午所制得的聚合硫酸铁 1mL于烧杯中，向烧杯中加入 9mL去离子水，摇匀备用。 样品溶液的配置。称取五份3. 0g 高岭土于烧杯中, 加入800mL自来水, 搅拌均匀。 确定混凝剂的最佳用量。向烧杯中加入稀释后的混凝剂体积依次为0.1 mL、0.5 mL、0.75 mL、1.0 mL、1.5 mL。转速由360r/min( 1min)到40r /min( 10min)最后静止10min, 测定处理后的上清液的浊度。4、实验现象与结果表1：不同聚铁加入量对高浊度废水处理效果的影响水样序号 聚铁量/mL 聚铁量/m
7、g*L -1 浊度1 0.1 15 45.62 0.5 75 4.93 0.75 112.5 4.14 1.0 150 3.25 1.5 225 5.6【结果与讨论】根据上面的表格1，做出不同聚铁量对高浊度废水处理效果的影响的图象图1 不同聚铁量对高浊度废水处理效果的影响由图1可知，随着聚铁投加量的增大,污水的浊度先减后增。这是因为刚开始投加聚铁时，PFS在处理体系中形成的Fe 2(OH)24+、Fe 4(OH)66+ 、Fe(OH) 2+等正电荷离子与污水中带负电荷的胶粒发生电中和作用而使之脱稳，同时这些带电离子还具有专属化学吸附、粘结架桥、卷扫絮凝和网捕等作用，几种作用综合影响把污水中的污
8、物沉淀出来，产生较好的去除效果。但当投加量足够大时，聚铁在体系中产生的正电荷离子超过负电荷，反而使胶体带上正电，体系的稳定性增大，污水的浊度变高。总结本次实验的建议：1、之前实验4的数据应该保留好并且记录在本子上，方便本次实验查阅总铁量，因为各个小组制备的聚铁溶液总铁含量是不相同的；2、测定废水浊度的时候需要快，取第一次放下显示的数值为参考对象；3、记录好每一次静置溶液的时间，需保证每次的时间差别较小，以免因为静置时间长而非混凝剂或者pH效果好而浊度低，造成判断误差；4、尽量把拿去测定的样品倒回原溶液中，以免造成总水量减少；根据实验数据知道，最佳的混凝剂用量为150 mg/L。【参考文献】1美国自来水协会编.水和废水标准检验方法.北京：中国建筑出版社 ,19892胡万里混凝混凝剂混凝设备北京：化学工业出版社 ,20013黄胜,刘根凡. 聚铝和聚铁在造纸废水处理中的交互作用J. 华中科技大学学报( 自然科学版), 2004,32(3):51-53.
