探究聚合硫酸铁处理污水的效果.DOC

探究聚合硫酸铁处理污水的效果 随着人们生活水平的不断提高，各种污废水也相应增加，不论生活污水还是工业废水都必须经过处理才能使用或排放，水处理的方法很多，如：絮凝沉淀法，生化法，离子交换法，吸附法，化学氧化法，电渗析法等。但是应用最广泛，即经济又方便的处理方法是絮凝沉淀法。 絮凝法就是相水中投入一些药剂，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。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（如汞、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。 目前常用的絮凝剂按化学组成分为无机盐类和有机分子类。无机盐类应用最广的是铝系和铁系金属盐。普通铁盐有三氯化铁、硫酸亚铁等。聚合硫酸铁的化学式为[Fe(OH)n(SO4)3-n/2]m，适宜水温10～50℃，PH5.0～8.5，但在PH4.0～11范围内仍可使用。 【资料卡片】 聚合硫酸铁 聚合硫酸铁产品性能：高效快速，是复合型无机大分子聚合物，分子结构大，吸附能力强。净水效果明显优于各种常规净水剂。投入水体后形成的絮体大，絮凝捕捉性能强，沉淀速度快。形成的渣压滤容易干化快，对高难度和难脱色的废水处理可达到现有净水剂所无法比拟的净水效果，使用成本低，操作简单，便于清洁生产。广泛适用于印染、洗漂、电镀、线路板、皮革、造纸、等工业废水的处理。 研究方案 先确定溶液的PH值为7，探究最佳投药量 确定投药量，探究最佳PH值 实验原理 本实验是采用絮凝法，向废水中投入絮凝剂聚铁，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。 聚合硫酸铁的制备 称取100克FeSO4·7H2O置于圆底烧瓶中，加入50ml水。 按照H2SO4/Fe=0.3~0.45的比例量取H2SO4，然后加入烧瓶中。 用电炉将溶液加热至50～60℃，慢慢搅拌，后移去电炉。 取理论反应量的H2O2和理论量20%的KClO3 快速搅拌混合溶液，同时每隔5分钟加一次H2O2，在1～1.5小时内加完，最后，将KClO3分三次加完。 反应完后，溶液完全变为红棕色。用滴管取少量溶液观察，其中应无明显的二价铁离子的颜色。 实验探究 探究（一）：最佳投药量 仪器：PH计、200ml烧杯（6个）、玻璃棒、浊度计 试剂：稀HCl、稀NaOH溶液、泥浆水 步骤： 取6个200ml的烧杯，都装入200ml的泥浆水。 分别向6个水样中加入如下聚铁量：0.5ml、1.0ml、1.5ml、2.0ml、2.5ml、3.0ml并标序号。 用玻璃棒搅拌10分钟。 用稀HCl或稀NaOH溶液调节烧杯中混合溶液的PH值，使其PH＝7，然后慢慢搅拌10分钟。 静置1小时，然后取烧杯中的上层清液测定它们的浊度。 数据处理： 表1“最佳投药量探究”数据 水样序号 PH值 浊度 1 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 图1 投药量曲线图 探究（二）：最佳PH值 仪器：PH计、200ml烧杯（6个）、玻璃棒、浊度计、胶头滴管 试剂：稀HCl、稀NaOH溶液、泥浆水 步骤： 取6个200ml的烧杯，都装入200ml的泥浆水，编号。 分别向6个水样中加入1.5ml聚铁量。 用玻璃棒搅拌10分钟。 用稀HCl或稀NaOH溶液调节烧杯中混合溶液的PH值，使其分别达到PH＝4、PH＝5、PH＝6、PH＝7、PH＝8、PH＝9，然后慢慢搅拌10分钟。 静置1小时，然后取烧杯中的上层清液测定它们的浊度。 数据处理： 表2“最佳PH值”数据 水样序号 聚铁量 PH值 浊度 1 1.5ml 4 2 1.5ml 5 3 1.5ml 6 4 1.5ml 7 5 1.5ml 8 6 1.5ml 9 图2 PH值曲线图 【思考与交流】通过以上两个探究实验，你认为聚合硫酸铁处理污水的最佳反应条件是什么？ 自我检测： 聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子净水剂，它的溶液中SO42ˉ与Fe3＋ 物质的量之比不是3︰2。为了测定聚合硫酸铁溶液中SO42ˉ与Fe3＋物质的量之比需选用的试剂是（ ） A. NaOH B. FeSO4 C. BaCl2 D. NaClO3 请简述实验操作及计算方法。 4