复合絮凝剂(pac+磁粉)处理富营养化水体的实验研究(附件)
随着社会的发展，工业生活污水的大量排放，污水中的氮磷等营养元素大量排入湖泊，江河中，藻类生活环境得到加强，不断繁殖生长，因而导致水体变得富营养化。本文对于水体中多余的磷元素通过添加聚合氯化铝(PAC)和磁粉的复合絮凝剂来进行处理，达到处理目的。本文主要探讨复合絮凝剂（PAC+磁粉）对于富营养化水体的净化处理效果，通过对总磷和浊度的去除率的勘测，得出最佳处理条件。本次实验最终结果为pH=8，PAC投加量45mg/L，反应时间15min，沉降时间20min，此时总磷去除率为86.75%,浊度去除率为85.85%，达到最佳。关键词磁絮凝，富营养化，浊度，总磷
目录
1.绪论 1
1.1研究背景 1
1.2磁絮凝作用机理 1
1.3课题研究的内容及意义 2
2 实验内容及方法 2
2.1实验方案 2
2.2实验药品及药剂的制备 3
2.3实验仪器 4
2.4实验步骤 5
2.5测定实验指标的方法 7
3.实验结果及分析 8
3.1PAC混凝实验 8
3.2PAC+磁粉复合混凝 13
3.3正交实验 17
4.结论与展望 20
4.1结论 20
4.2展望 20
致谢 21
参考文献 22
1.绪论
1.1研究背景
水是地球上最常见的物质，也是各生命都不可或缺的一部分，而各种水生态环境中，藻类又是最常见的一部分。研究表明，藻类在水体中生长，繁殖需要大量元素，其中碳，磷，氮又是最重要的几种元素，碳在生态中处处可以获得，而磷，氮元素却难以获得。
水富营养化一词源于希腊，意为富裕，而如今人们口中的环保方面的词：水体富营养化并非指水资源充足，足够人们富营养化所使用，而指水中氮磷等营养元素含量富裕，藻类生长繁殖无需受到限制，大量繁殖而导致水体污染。
水体富营养化以后，属于劣质水域，严重影响我国生态平衡，给各种水体生态圈的平衡造成破坏。人们饮用的水源可能也遭受到污染，这样水厂第一步处理需要净化所取水体，增加了取水成本。
1.2磁絮凝 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
技术及其作用机理
磁絮凝技术是普通混凝技术和磁化技术的结合体。该技术通过磁性接种，即添加混凝剂，再投入磁粉后，使污染物与复合絮凝剂絮凝，形成带有磁性的絮凝体，从而使原本没有磁性的污染物具有磁性，然后通过高梯度磁分离技术或自身的高效沉降，使具有磁性的絮凝体与水体分离，从而将污染物去除。磁絮凝技术具有处理效果好、占地面积小、沉降性能好以及沉降污泥密实、含水率低等优点。作为近几年新兴的水处理技术，磁絮凝工艺在给水处理和各类污、废水处理中得到快速发展，并在工程实际中得到应用。
1.3.1增加碰撞机会
水中颗粒之间碰撞的概率会随着悬浮物浓度的降低而降级，絮凝效果因此降低。但是，投入磁粉之后，磁粉能够充当了悬浮物，间接增大水中悬浮颗粒的浓度，这样颗粒间发生碰撞的可能就增大了，此外磁粉周围的磁场也会使得磁场影响范围内的带电体在磁场力作用下运动，也增大了碰撞几率。这样使水中微粒成为絮凝体的可能性更大，加强了絮凝去污的效果。
1.3.2吸附作用
吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质，吸附剂是否有吸附作用取决于固—液两相的接触角，接触角小于90°说明吸附剂为亲水性; 接触角大于90°说明吸附剂为亲油性[17]。在一定范围内，吸附剂在水中分散性越好，那么对污染物的吸附作用也越好.经有关实验测定: 磁粉的接触角为45.5°属亲水性物质，对水溶性物质具有吸附作用。故磁粉靠其较大的比表面积能吸附水中的悬浮物和胶态物质。
1.3.3磁核作用
加入磁粉后，絮凝体与磁粉复合，以磁粉为核心，形成密度高，更耐水力剪力且粒径大的复合絮凝体，由于密度增大，沉降时间会缩短，可以节省沉淀池二沉池的面积，节约成本。
1.3课题研究的内容及意义
磁絮凝技术是最新的水处理技术，是指通过磁性接种，即投加磁粉，并投加混凝剂，使污染物与磁粉絮凝结合成一体，形成带有磁性的絮凝体，从而使原本没有磁性的污染物具有磁性，然后通过高梯度磁分离技术或自身的高效沉降，使具有磁性的絮凝体与水体分离，从而将污染物去除。磁絮凝技术运用范围在近几年不断增大，技术效果也越来越好，处理对象已经从磁性污染物拓宽到了非磁性污染物。本实验采用磁絮凝技术，讨论聚合氯化铝的投加量，反应时间，磁粉投加量，pH等因素对处理效果的影响，通过分析总磷和浊度的去除率来确定实验的最佳处理条件，意在研究出一种方便，低廉的处理方法，为污水处理和给水净化带来方便。
2 实验内容及方法
2.1实验方案
由于学校周围无较明显的富营养化水体，为了实验数据的准确性，本实验自己配置富营养化水体，使用的复合絮凝剂为PAC+磁粉。本实验所求的最后指标为最佳处理效果的各对应条件，实验步骤为先单独加入聚合氯化铝，通过考察不同投加量、静沉时间、pH下的总磷和浊度，比较出最佳效果时的各种条件，再在此结果下，投加不同数量的磁粉，求得最佳投加磁粉量。最后取PAC投加量、磁粉投加量、PH、静置时间设计4因素3水平正交试验，记录实验结果进行分析，求得最佳处理条件。
2.2实验药品及药剂的制备
2.2.1实验药品
表2.1 实验药品
名称
规格
备注
膨润土
聚合氯化铝
四氧化三铁
北京市鼎盛鑫化工有限公司
磷酸二氢钾
南京市天茂化学试剂厂
硫酸
AR
上海市康德化工有限公司
抗坏血酸
AR
国药集团试剂有限公司
过硫酸钾
AR
国药集团化学试剂有限公司
酒石酸钾钠
目录
1.绪论 1
1.1研究背景 1
1.2磁絮凝作用机理 1
1.3课题研究的内容及意义 2
2 实验内容及方法 2
2.1实验方案 2
2.2实验药品及药剂的制备 3
2.3实验仪器 4
2.4实验步骤 5
2.5测定实验指标的方法 7
3.实验结果及分析 8
3.1PAC混凝实验 8
3.2PAC+磁粉复合混凝 13
3.3正交实验 17
4.结论与展望 20
4.1结论 20
4.2展望 20
致谢 21
参考文献 22
1.绪论
1.1研究背景
水是地球上最常见的物质，也是各生命都不可或缺的一部分，而各种水生态环境中，藻类又是最常见的一部分。研究表明，藻类在水体中生长，繁殖需要大量元素，其中碳，磷，氮又是最重要的几种元素，碳在生态中处处可以获得，而磷，氮元素却难以获得。
水富营养化一词源于希腊，意为富裕，而如今人们口中的环保方面的词：水体富营养化并非指水资源充足，足够人们富营养化所使用，而指水中氮磷等营养元素含量富裕，藻类生长繁殖无需受到限制，大量繁殖而导致水体污染。
水体富营养化以后，属于劣质水域，严重影响我国生态平衡，给各种水体生态圈的平衡造成破坏。人们饮用的水源可能也遭受到污染，这样水厂第一步处理需要净化所取水体，增加了取水成本。
1.2磁絮凝 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
技术及其作用机理
磁絮凝技术是普通混凝技术和磁化技术的结合体。该技术通过磁性接种，即添加混凝剂，再投入磁粉后，使污染物与复合絮凝剂絮凝，形成带有磁性的絮凝体，从而使原本没有磁性的污染物具有磁性，然后通过高梯度磁分离技术或自身的高效沉降，使具有磁性的絮凝体与水体分离，从而将污染物去除。磁絮凝技术具有处理效果好、占地面积小、沉降性能好以及沉降污泥密实、含水率低等优点。作为近几年新兴的水处理技术，磁絮凝工艺在给水处理和各类污、废水处理中得到快速发展，并在工程实际中得到应用。
1.3.1增加碰撞机会
水中颗粒之间碰撞的概率会随着悬浮物浓度的降低而降级，絮凝效果因此降低。但是，投入磁粉之后，磁粉能够充当了悬浮物，间接增大水中悬浮颗粒的浓度，这样颗粒间发生碰撞的可能就增大了，此外磁粉周围的磁场也会使得磁场影响范围内的带电体在磁场力作用下运动，也增大了碰撞几率。这样使水中微粒成为絮凝体的可能性更大，加强了絮凝去污的效果。
1.3.2吸附作用
吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质，吸附剂是否有吸附作用取决于固—液两相的接触角，接触角小于90°说明吸附剂为亲水性; 接触角大于90°说明吸附剂为亲油性[17]。在一定范围内，吸附剂在水中分散性越好，那么对污染物的吸附作用也越好.经有关实验测定: 磁粉的接触角为45.5°属亲水性物质，对水溶性物质具有吸附作用。故磁粉靠其较大的比表面积能吸附水中的悬浮物和胶态物质。
1.3.3磁核作用
加入磁粉后，絮凝体与磁粉复合，以磁粉为核心，形成密度高，更耐水力剪力且粒径大的复合絮凝体，由于密度增大，沉降时间会缩短，可以节省沉淀池二沉池的面积，节约成本。
1.3课题研究的内容及意义
磁絮凝技术是最新的水处理技术，是指通过磁性接种，即投加磁粉，并投加混凝剂，使污染物与磁粉絮凝结合成一体，形成带有磁性的絮凝体，从而使原本没有磁性的污染物具有磁性，然后通过高梯度磁分离技术或自身的高效沉降，使具有磁性的絮凝体与水体分离，从而将污染物去除。磁絮凝技术运用范围在近几年不断增大，技术效果也越来越好，处理对象已经从磁性污染物拓宽到了非磁性污染物。本实验采用磁絮凝技术，讨论聚合氯化铝的投加量，反应时间，磁粉投加量，pH等因素对处理效果的影响，通过分析总磷和浊度的去除率来确定实验的最佳处理条件，意在研究出一种方便，低廉的处理方法，为污水处理和给水净化带来方便。
2 实验内容及方法
2.1实验方案
由于学校周围无较明显的富营养化水体，为了实验数据的准确性，本实验自己配置富营养化水体，使用的复合絮凝剂为PAC+磁粉。本实验所求的最后指标为最佳处理效果的各对应条件，实验步骤为先单独加入聚合氯化铝，通过考察不同投加量、静沉时间、pH下的总磷和浊度，比较出最佳效果时的各种条件，再在此结果下，投加不同数量的磁粉，求得最佳投加磁粉量。最后取PAC投加量、磁粉投加量、PH、静置时间设计4因素3水平正交试验，记录实验结果进行分析，求得最佳处理条件。
2.2实验药品及药剂的制备
2.2.1实验药品
表2.1 实验药品
名称
规格
备注
膨润土
聚合氯化铝
四氧化三铁
北京市鼎盛鑫化工有限公司
磷酸二氢钾
南京市天茂化学试剂厂
硫酸
AR
上海市康德化工有限公司
抗坏血酸
AR
国药集团试剂有限公司
过硫酸钾
AR
国药集团化学试剂有限公司
酒石酸钾钠
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/171.html
