【正文】 ............................. 12 實(shí)驗(yàn)儀器 ......................................................................................................................... 12 實(shí)驗(yàn)試劑 ......................................................................................................................... 12 實(shí)驗(yàn)原理 ......................................................................................................................... 12 聚合氯化鋁（ PAC）沉降原理 ............................................................................... 12 聚丙烯酰胺（ PAM）沉降原理 ............................................................................... 13 試驗(yàn)內(nèi)容 ......................................................................................................................... 13 試驗(yàn)方法 ......................................................................................................................... 13 配制試劑 ............................................................................................................. 13 濁度測(cè)定實(shí)驗(yàn)試劑配制 .............................................................................. 13 絮凝沉降實(shí)驗(yàn)試劑配制 .............................................................................. 15 實(shí)驗(yàn)步驟 ............................................................................................................. 15 自然沉降法 .................................................................................................. 15 絮凝沉降法 ............................................................................................... 15 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 ....................................................................................................................... 16 自然沉降與混凝沉降法處理污水的考察 ........................................................................... 16 聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁聯(lián)合使用的混凝沉降法對(duì)選礦廢水的處理研究 .......................... 16 單因素考察方法 ................................................................................................... 17 聚合氯化鋁 (PAC)對(duì)加量對(duì)透射比和出水率的影響 ........................................ 17 聚丙烯酰胺加量對(duì)透射比和出水率的影響 .................................................... 17 沉降時(shí)間對(duì)透射比和出水率的影響 ............................................................... 18 pH 值對(duì)透射比和出水率的影響 ................................................................. 19 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ..................................................................................................... 19 直觀分析法 ................................................................................................. 21 方差分析法 .............................................................................................. 24 4 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 31 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 32 致 謝 ................................................................................................................................ 34 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 36 頁 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 36 頁 混凝沉淀法對(duì)選礦廢水處理的實(shí)驗(yàn)研究 1 前言 礦山是我國(guó)資源的重要來源地，在開采過程中需要大量的生產(chǎn)用水，同時(shí)也排放出大量廢水，選礦廢水是其重要的組成部分 。 本實(shí)驗(yàn)以聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺混凝劑聯(lián)合使用的方法對(duì)廢水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)研究 。 我國(guó)的人口占世界總?cè)丝诘奈宸种?，而耕地面積人平均不到 1000m2，僅為世界人均耕地面積的 27%，特別是我國(guó)的水資源又嚴(yán)重不足，鑒于此情況，選礦廠的廢水治理就具有更加重大的意義 [2]。 混凝沉淀還可以去除污水中的某些溶解性物質(zhì)，如砷 、 汞等，也能有效地去除能夠?qū)е铝魉w富營(yíng)養(yǎng)化的氮和磷等 。通過調(diào)整廢水 pH值，采用硫酸亞鐵作為混凝藥劑，通過絮凝和氧化作用去除廢水中重金屬離子和選礦藥劑，通過催化氧化吸附去除殘留的選礦藥劑和 Fe2+。 浮選廢水經(jīng)處理后回用于選礦浮選流程，大大改善了選礦指標(biāo) 。 對(duì)于酸性廢水，常用的中和劑有石灰 、 石灰石 、 白云石 、 苛性鈉 、 碳酸鈉等 。 研究 了 一 種 新 型 的 廢水 處理 純水 制 備一 體化 系 統(tǒng) ， 可 將 銅帶 漂洗廢水 用 酸堿 中和 除 去 重 金 屬 離 子 ，達(dá)到 上海市工 業(yè) 廢水排放 標(biāo)準(zhǔn)。 雷兆武 [16]等 采用石灰調(diào) pH鐵屑置換 石灰沉淀處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行試驗(yàn) ,結(jié)果表明 廢水的 pH在調(diào)至 ,廢水中 Cu2+濃度較高 ,在此 pH值條件下 ,可以充分回收廢水中的銅。 最后通過調(diào)整出水 pH，絮凝處理進(jìn)一步提高 COD的去除率 。 人工濕地法是近年來國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)， 它具有出水性質(zhì)穩(wěn)定 、 基建和運(yùn)行費(fèi)用低 、技術(shù)含量低 、 維護(hù)管理方便 、 抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，其基本原理是利用基質(zhì) 、 微生物，動(dòng)植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理 、 化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾 、 吸附 、 共沉 、離子交換 、 植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化 [21]，同時(shí)通過生物地球化學(xué)循環(huán)供給營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分促使植物生長(zhǎng)，最終達(dá)到污水的資源化與無害化 。 pH對(duì)該工藝去除重金屬有較大影響 , 選擇系統(tǒng)進(jìn)水以中性廢水為宜。韓躍新 [28]研究了 以黃鐵礦為吸附劑 、 CN－ 為吸附質(zhì)，考察了吸附時(shí)間 、 溶液 pH 值 、 黃鐵礦用量等因素對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果表明，黃鐵礦對(duì)氰化鈉的吸附很快， 1min 即達(dá)到吸附平衡，最大吸附負(fù)載達(dá) ，最大吸附率達(dá)到 % ，吸附受 pH影響很??；氰根離子與黃鐵礦有很強(qiáng)的鍵合吸附作用；黃鐵礦顆粒對(duì)氰根離子的吸附是以單分子層化學(xué)吸附為主的吸附過程 ?；瘜W(xué)氧化法最顯著的特點(diǎn)就是操作簡(jiǎn)單并能有效處理各種形態(tài)的污染物 ,但處理費(fèi)用較高 ,因此很難在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。 我國(guó)的人口占世界總?cè)丝诘奈宸种?，而耕地面積人平均不到 1000m2，僅為世界人均耕地面積 27%，特別是我國(guó)的水資源又 嚴(yán)重不足，鑒于此情況，選礦廠的廢水治理就具有更加重大的意義 。 （ PAM）沉降原理 聚丙烯酰胺（ PAM）是 丙烯酰胺單體在引發(fā)劑作用下均聚或共聚所得聚合物的統(tǒng)稱 ，它的 絮凝性 、 粘合性 、 降阻性 、 增稠性 具有在顆粒間形成更大的絮體由此產(chǎn)生的巨大表面吸附作用，加速顆粒的沉降速度。冷后用水稀釋至標(biāo)線，混勻。 （ 2）聚丙烯酰胺（ PAM）絮凝劑配制 準(zhǔn)確稱取 聚丙烯酰胺 （ PAM） （準(zhǔn)確到 ），溶于少量去離子水，移入 1000mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。這是由于聚丙烯酰胺 (PAM)和聚合氯化鋁 (PAC)聯(lián)合使用的混凝沉降的方法中凝聚劑聚合氯化鋁可以 破壞膠體的穩(wěn)定性 , 使細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒聚集成較粗大的顆粒而沉降 , 從而達(dá)到廢水凈化的目的。 聚 合氯化鋁 (PAC)對(duì)加量對(duì)透射比和出水率的影響 采用聚丙烯酰胺 (PAM)和聚合氯化鋁 (PAC)聯(lián)合使用的混凝沉降的方法，在室溫 ,pH 為,聚丙烯酰胺加量為 3mL,沉降時(shí)間為 5min 的條件下 ,進(jìn)行混凝沉降實(shí)驗(yàn) ,尋找最佳聚合氯化鋁添加量范圍。 圖 32 PAM 加量對(duì)出水率和透射比的影響 表 沉降時(shí)間對(duì)透射比和出水率的影響 采用聚丙烯酰胺 (PAM)和聚合氯化鋁 (PAC)聯(lián)合使用的混凝沉降的方法，在室溫，聚合氯化鋁加量 20ml， pH 為 ， PAM 加量 的條件 下，進(jìn)行混凝沉降實(shí)驗(yàn)，尋找最佳沉降時(shí)間范圍。 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮到影響透射比和出水率各因素之間的制約性，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以確定聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁聯(lián)合使用處理污水的最佳工藝條件。 水平 PAC 加量（ A） PAM 加量（ B） PH 值（ C） 沉降時(shí)間（ D） 空白（ E） 1 22ml 5 2 18ml 10 3 16ml 4 20ml 9 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 36 頁 表 33 正交試驗(yàn)表 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分別采用直 觀分析和方差分析兩種分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 以此找到最佳的實(shí)驗(yàn)條件。根據(jù) K 值變化趨勢(shì)分析，較好的工藝條件可能是 A1B3C3D1，即： PAC 加量 22ml， PAM 加量 ,pH 值 ，沉降時(shí)間 7min。給定 ?=，查表得 F?(3,3)= ， FD＞ ，表明沉降時(shí)間對(duì)選礦廢水透射比有一定影響。 表 310 方差分析表（出水率） 根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)方差表 310 分析結(jié)果可知，因素的主次順序也為 D＞ C＞ A＞ B。凝聚幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，該階段以異向絮凝為主，由布朗運(yùn)動(dòng)引起，并在強(qiáng)烈水力作用下進(jìn)一步加劇了， 膠體表面發(fā)生物理化學(xué)狀況變化，形成的礬花小而密實(shí)。因此， PAC 加入量選擇 22mL 為宜。因此，綜合出水率和透射比分析，當(dāng) PAM 加量是 時(shí)為宜。 5個(gè)試驗(yàn)的平均透射比為 %，平均出水率為 %，透射比與出水率較穩(wěn)定，重現(xiàn)性較好，說明所選組合是合適的，即最佳處理污水條件是： PAC22mL， PAM ， PH值 ，沉降時(shí)間 5min。隨著pH 值的增大，出水率和透射比提高，當(dāng) pH 值大約在 時(shí)出水率和透射比出現(xiàn)最高值，達(dá)到 %和 %，當(dāng) pH 值超過 8． 0后，出水 率和透射比反而迅速降低。高分子 PAM 是能吸附微粒的官能團(tuán)線狀高分子化合物。在此階段