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聚合硫酸铁对污水的处理

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  聚合硫酸铁对污水的处理_能源/化工_工程科技_专业资料。混凝剂——聚合硫酸铁对污水的处理 一、前言 【实验目的】 (1)了解混凝法处理污水的原理。 (2)掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 (3)学会通过色度、浊度、COD 的测定,评价水质

  混凝剂——聚合硫酸铁对污水的处理 一、前言 【实验目的】 (1)了解混凝法处理污水的原理。 (2)掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 (3)学会通过色度、浊度、COD 的测定,评价水质。 【背景知识】 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。 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。 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。 二、 实验部分 【实验原理】 本实验采用混凝法,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,通过黏结、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、彩票开奖查询 硫等。评价指标有三种,分别是化学需氧量 COD,色度去除率和浊度去除率等。 本实验的评价指标是浊度去除率,其计算方法为:浊度去除率 =(原水的浊度处理后废水的浊度)/原水的浊度×100% 。 【仪器与药品】 (1)主要仪器 磁力搅拌器、浊度计、1000ml 烧杯、玻璃棒、秒表、电子天平、移液管、 洗耳球 (2)主要试剂 实验 4 自制混凝剂聚合硫酸铁、去离子水、高岭土 【实验步骤】 (1)样品溶液的配制 分别称取 1.0g 高岭土于 5 个烧杯中, 用自来水稀释至 1000mL, 搅拌均与后, 此时 5 个烧杯中的高岭土溶液的浓度均为 1000mg/L。 (2)确定混凝剂的最佳用量 往溶液中分别加入 0mL, 1mL, 2mL, 3mL, 4mL 的混凝剂-聚合硫酸铁溶液, 快速搅拌 1min,再慢速搅拌 10min,然后沉淀 15min。沉淀后,取烧杯中上清液, 测其浊度。 【实验结果】 在实验四中,测得总铁含量是 186.6g/L,亚铁含量为 21.0g/L,因此三铁含 量为 165.6g/L。由于聚合硫酸铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,故聚合硫 酸铁的浓度为 82.8g/L。实验中五个烧杯中加入聚合硫酸铁之后稀释,稀释后的 浓度以及测得的浊度,浊度去除率如下所示: (1)原水的浊度为:1462 (2)最佳混凝剂用量的确定: 由于浊度去除率=(原水的浊度-处理后废水的浊度)/原水的浊度×100% , 所以当加入 1mL 聚铁溶液,聚铁浓度为 82.8mg/L 时, 浊度去除率=(1462-11)/1462×100%=99.2%,以此类推,得出当加入聚铁溶液的 体积为 2mL、3mL、4mL 时的浊度的去除率。整理如下表所示: 聚铁浓度(mg/L) 浊度(NTU) 浊度去除率 0ml 0 1462 0 1ml 82.8 11 99.2% 2ml 165.6 7.4 99.5% 3ml 248.4 18 98.8% 4ml 331.2 29 98.0% 由上表可以绘制出浊度与聚铁浓度的关系、浊度去除率与聚铁浓度的关系: 浊度与聚铁浓度的关系 浊度(NTU) 1600 1400 0, 1462 1200 1000 800 600 400 200 0 -200 0 40 82.8, 11 80 120 331.2, 29 248.4, 18 165.6, 7.4 160 200 240 280 320 360 聚铁浓度(mg/L) 浊度去除率与聚铁浓度的关系 浊度去除率(%) 110 99 88 77 66 55 44 33 22 11 0 0 82.8, 99.2 165.6, 99.5 248.4, 98.8 331.2, 98 0, 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 聚铁浓度(mg/L) 结论:由以上的图像可以明显看到:随着混凝剂—聚铁溶液浓度的增加,其 浊度去除率先增后减。说明了聚铁浓度不是越高越好的。在适当的浓度下,它的 治理污水的能力才最好。由实验可知其混凝剂—聚铁溶液的最佳浓度为 165.6mg/L。 由于污水中高岭土胶体是带负电荷的,而混凝剂—PFS 在处理体系中形成正 电荷离子, 这些正电荷离子能够与污水中带负电荷高岭土的胶粒发生电中和作用 而相互聚合,长大至能够自然沉淀的程度,从而达到治理污水的效果。但是当加 入的聚合硫酸铁浓度太大的时候,其多余的带正电的聚合硫酸铁会分散在溶液 中,从而导致污水的治理效果削弱。浊度去除率下降。 三、实验总结 混凝剂—聚铁溶液具有投加量少,絮体生成快,对水质的适应范围广,以及 水解时消耗水中碱度少等一系列优点,因而在废水处理中具有很大的应用价值, 其投加量的多少会影响到其净水能力,所以要确定其最佳的用量,本实验测得的 最佳用量是 165.6mg/L。 四、参考文献 [1]曾荣华, 成文, 吕向红等.无机混凝剂的制备及对高岭土废水的处理 . 实验 室科学.2010,(13):(2) [2]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. [3]胡万里.混凝·混凝剂·混凝设备.北京:化学工业出版社,2001.