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论文定稿模版范文 武汉工业学院毕业论文论文题目超细滑石粉对造纸废水混凝效果的影响研究姓名学号院(系)专业指导教师年月日超细滑石粉对造纸废水混凝效果的影响研究姓名（武汉工业学院化学与环境工程学院湖北武汉430023）摘要造纸废水含有大量可溶性有机物，同时还夹有一定量的纤维素和半纤维素、木质素及其衍生物等。 超细滑石粉(SFT)平均粒径约12m，滑石粉的化学式为21043)(OHOSiMg,属于层状硅酸盐黏土类。 本文考察了超细滑石粉对造纸废水混凝效果的影响，具体影响因素有投加量，pH值，温度，水力条件等。 单因素实验结果表明，各因素的最佳取值分别为投加量为5g/L，pH值为2，混合转速为175r/min，混合时间为50s，反应转速为50r/min，反应时间为15min。 在单因素研究的基础上，进行四因素三水平的正交实验，结果表明SFT混凝性能的最佳组合条件为投加量为2.5g/L，pH值为2，混合转速为175r/min，反应时间为5min；各因素的影响顺序为pH值投加量混合转速反应时间。 关键词超细滑石粉；造纸废水；混凝；影响因素Study onthe Effectsof Floulatingof SFTto PapermakingWaste Water姓名(School ofChemical andEnvironmental Engineering,Wuhan PolytechnicUniversity,Wuhan430023,China)Abstract Papermakingwastewater containsa lotof dissolvedorganic matter,and alsocatches acertain amountof celluloseand hemicelluloseslignin andits derivatives.The averageparticle sizeof SFTis about12m,the chemicalformula isMg3(Si4O10)(OH)2，it belongsto layeredsilicate clay.The SFTon papermakingwastewater coagulationeffect isinvestigated inthis paper,and thespecific affectingfactors aredosage,pH,temperature,hydraulic conditions.Single factorexperimental resultsshow that the factorsthe bestvalue are:the doseof SFTis5g/L,the pH is2,the mixing speed is175r/min,the mixingtime is50s,the reactingrotational speedis50r/min,the reaction time is15min.On thefoundation ofsingle factorresearch,the L9(3which isthatthe optimum doseof SFTis2.5g/L,the optimumpHis2,theoptimummixing speedis175r/min,the bestreactiontimeis5min.The influencingorder wasrespectively thepH,agent amount，mixingspeedand reactingrotational time.4)orthogonal experimentwas carriedon.The resultsshow thebest conditionKey wordsSFT；Papermaking Wastewater;Coagulation;Coagulation Factors目录1前言11.1研究目的与意义11.2研究课题的认识11.3文献综述21.3.1化学混凝法21.3.2混凝机理21.3.3混凝的影响因素31.3.4混凝剂的种类31.3.5国内外研究现状42实验部分72.1实验仪器及药品72.1.1主要仪器72.1.2药品72.2造纸废水72.3SFT的投放方式及定量方法72.4实验评价指标72.5单因素影响实验72.5.1pH值实验72.5.2最佳投加量实验82.5.3温度实验82.5.4混合转速实验82.5.5混合时间实验82.5.6反应转速实验82.5.7反应时间实验82.6正交实验92.6.1正交实验的设计92.6.2正交混凝实验92.7反应现象93结果与分析93.1单因素对浊度去除效果的影响93.1.1水样pH值对去除浊度效果的影响93.1.2混凝剂投加量对去除浊度效果的影响103.1.3温度对去除浊度效果的影响113.1.4混合转速对去除浊度的影响113.1.5混合时间对去除浊度的影响123.1.6反应转速对去除浊度的影响133.1.7反应时间对去除浊度的影响133.2正交实验的分析154结论165谢辞166参考文献177注释187.1直观分析表计算过程187.1.1各因素水平总值的计算187.1.2水平均值的计算187.1.3极值18结束语191前言1.1研究目的与意义随着社会发展和人民生活水平的提高，纸制品的消费量迅猛增加造纸行业成为一个巨大的污染源特别是利用麦秸碱法制浆的造纸厂排放的废水污染更为严重。 目前，我国造纸业正处于高速发展的时期，近10年来平均增幅为18。 造纸行业污染物排放量仅次于化工行业，废水排放量为31.8亿t，占全国工业废水排放量的16.1，COD排放量为148.8万t，占全国工业COD排放量的331。 造纸废水主要废纸脱墨，洗涤，浆料净化筛选，浓缩和纸机湿部。 在制浆部分的除渣，洗涤，漂洗等过程中产生大量的洗涤废水。 抄纸部分产生含有纤维，填料和化学药品的废水通常经过处理后能够得以循环利用，回收纤维和填料，因此，废纸造纸废水的主要是制浆部分的洗涤废水。 造纸废水的特性与原料、设备、工艺操作过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关。 在造纸厂，造纸废水中含有的污染物主要有4种还原性物质，如木素、无机盐等。 可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等。 悬浮物，如细小纤维、无机填料等。 色素类如油墨、染料和木质素等。 不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同,据测定,非脱墨再生纸厂废水的CrCOD浓度为8001500mg/L、5BOD浓度150350mg/L、TSS浓度为9001200mg/L,脱墨再生纸厂废水的CrCOD浓度为200mg/L、5BOD浓度为300900mg/L、TSS浓度为5001500mg/L。 因此,废纸造纸废水的处理就是要用可靠的技术、较少的费用使COD、BOD、SS、和色度降低到国家允许排放的范围内。 在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的工厂的脱墨废水中还发现有三氯甲烷,所以废纸造纸废水具有一定的毒性。 对于这种具有毒性,污染性极为严重的废水,它的处理就显得尤为重要了。 开发造纸废水处理新技术，提高处理效果，降低处理成本，改善生态环境，实现清洁生产和可持续发展已成为世界各国造纸业和环境保护部门的研究重点。 1.2研究课题的认识化学混凝法是一种化学处理方法，是指在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程。 它主要有压缩双电层，吸附电中和，吸附架桥，沉淀物网捕这四种作用机理。 在水处理中往往可能是几种机理同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。 滑石粉的化学式为21043)(OHOSiMg，其中的Mg和iS元素在碱性或酸性条件下生成2)(OHMg或44OSHi胶体，这些胶体粘附水中的颗粒凝聚成大颗粒沉淀。 1.3文献综述1.3.1化学混凝法化学混凝法简称混凝法，在废水处理中可以用于预处理、中间处理和深度处理等各个阶段。 它除了除浊、除色之外，对高分子化合物、动植物纤维物质、部分有机物质、油类物质、微生物、某些表面活性物质、农药、汞、镉、铅等重金属都有一定的清除作用。 所以它在废水处理中的应用十分广泛。 混凝法的优点是设备费用低、处理效果好，操作管理简单。 缺点是要不断向废水中投加混凝剂，运行费用较高1.3.2混凝机理1.3.2.1压缩双电层机理2。 由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶体表面处最大，并沿着胶体表面向外的距离呈递减分布，最终与溶液中离子浓度相等。 当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散的厚度将减少。 由于扩散层厚度的减少，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。 另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。 从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主排斥势能消失了，胶粒得以迅速凝聚。 1.3.2.2吸附电中和机理胶粒表面对异号离子异号胶粒链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。 此时静电引力常是这些作用的主要方面。 1.3.2.3吸附架桥机理吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。 当三价铝盐或铁盐及其他高分子混凝剂溶与水后，经水解缩聚反应形成高分子聚合物，具有线形结构。 这类高分子物质可被胶粒所强烈吸附。 聚合物在胶粒表面的吸附各种物理化学作用，如范德华力静电引力氢键配位键等，取决于聚合物同胶粒表面两者化学结构的特点。 因其线形长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐变大，形成粗大絮凝体。 在吸附桥联过程中，胶粒并不一定要脱稳，也无需直接接触。 1.3.2.4沉淀物网捕机理当采用硫酸铝石灰或氯化铁等高价金属盐类作凝聚剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物或金属碳酸盐时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核时，凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶3,4。 1.3.3混凝的影响因素1.3.3.1废水的浊度粒越多，金属凝聚剂投加量越少浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也不同。 1.3.3.2pH值混凝过程中，都有一个相对最佳pH值，使混凝反应速度最快，絮体溶解度最小。 1.3.3.3水温水温会影响无机盐类的水解，水温低，水解反应慢。 另外水温低，水的黏度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。 1.3.3.4共存杂质水中的一些杂质能促进胶体凝聚。 而有些物质则不利于混凝的进行。 1.3.3.5混凝剂的种类混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度。 很多情况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。 对于高分子混凝剂而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链状分子越能充分延伸，吸附架桥的空间范围也就越大，絮凝作用就越好。 1.3.3.6混凝剂投加量投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。 1.3.3.7混凝剂投加顺序一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，先投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。 但当处理的胶粒在50m以上时，常先投加有机混凝剂吸附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。 1.3.3.8水力条件水力条件对混凝效果有很重要的影响。 两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间。 在混合阶段，要求混凝剂与废水迅速均匀的混合，而在反应阶段，既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成3,4。 1.3.4混凝剂的种类1.3.4.1无机盐类混凝剂的小絮体被打碎目前应用最广泛的无机盐类混凝剂是铝系和铁系金属盐，可分为普通铝铁盐和碱化聚合盐。 其他的还有碳酸镁活性硅酸高岭土膨润土等。 1.3.4.2有机高分子类混凝剂高分子混凝剂可分为天然和人工两种，其中天然高分子混凝剂的应用远不如人工的广泛。 根据高分子聚合物所带基团能否离解及离解后所带离子的电性，有机高分子混凝剂可分为阴离子型阳离子和非离子型。 阴离子型主要是含有COOM（M为H+或金属离子）或SO3H的聚合物。 阳离子型主要是含有NH3+NH2+和N+R4的聚合物。 非离子型是所含基团不发生离解的聚合物。 高分子混凝剂中，以聚丙烯酰胺应用最为普遍。 1.3.4.3微生物絮凝剂微生物絮凝剂（MBF）是利用生物技术，通过微生物发酵抽取精制而得到的一种新型水处理剂，具有高效无毒可生物降解和无二次污染等特性。 可产生MBF的微生物种类有细菌放线菌酵母菌和霉菌等，其主要成分为高分子3。 有机物1.3.5国内外研究现状国内外的环境工作者对造纸废水做了很多重要的研究，也取得了很不错的效果。 废纸造纸废水处理技术按其作用原理,可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。 但是,仅用一种技术很难对废纸造纸废水进行完全处理,经常是几种方法结合使用。 1.3.5.1国外研究现状膜分离技术处理造纸废水随着近2O年来膜分离技术的快速发展，超滤、反渗透技术在造纸工业废水处理中已实现工业化应用。 国外应用膜分离技术处理造纸工业废水始于2O世纪6O年代，膜分离技术最先应用于蒸煮废液的处理，以分离木素、低聚糖等，随着技术的发展，膜技术逐步扩展到处理纸浆洗、选、漂废水和造纸白水5,6。 英国Kronospan纸业公司7在北威尔士的Chirk纸厂，曾于1995年利用膜分离技术处理盘磨机械浆废水，并实现了零排放。 荷兰造纸厂从1999年开始在生产中应用膜过滤分离技术，包括有或无生物膜反应器处理原生木浆造纸厂废水，同时在中间试验工厂应用该技术处理废纸浆废水，从xx年开始投入运转。 荷兰HeppB等8报导了在造纸厂应用膜过滤分离器技术处理造纸废水的进展，一些造纸厂应用带有超滤膜的生物膜反应器处理废水，从2000年以来已完成了以棉短绒为原料造纸厂废水的处理，CrCOD除去率达85以上，而且在高温60时操作十分稳定且不产生过量污泥。 从1999年和xx年开始，在生产绘图纸的工厂应用膜过滤分离技术，分别从废水和造纸白水中除去固体悬浮物(SS)，SS进口浓度分别为1500mgL和20mgL，平均去除率达到95。 如果采用100回收纤维生产瓦楞原纸和挂面纸板的工厂，应用超滤膜能除去白水和废水中的SS。 因此，膜过滤分离技术非常适合处理造纸厂的白水或废水。 虽然膜技术处理造纸废水效果不错，但它仍然存在一些缺点，各种膜技术存在的明显问题是膜的污染和分离效果降低，其次现有的膜组件价格较高，限制了其在废水处理领域的推广应用。 1.3.5.2国内研究现状 (1)活性污泥法处理造纸废水我国的科研人员对活性污泥法处理造纸废水进行了大量的研究，取得了许多成功的经验。 造纸废水中的木素是不易生物降解的物质，活性污泥对木素具有极好的吸附性能，通过生物降解和活性污泥吸附作用，可达到除去木素的目的，从而降低溶解木素的浓度。 施英乔，丁来保等9利用计算机自控间歇活性污泥生物法处理某大型造纸厂再生纸造纸废水，废水COD去除率可达8688，出水CODl50mgL、SS100mgL、pH值为6 9、色度l，达到环保局排放标准。 北方某大型造纸厂10采用HCR(High PerformanceCompact Reactor)系统处理麦秸烧碱法造纸废水，HCR系统融合了高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点，其空气氧的转化率高，可使废水的COD去除率达到80左右。 张述林、罗启芳等11采用混凝与低氧好氧两段活性污泥法对某造纸厂综合废水进行处理研究，利用3FeCl6OH2和聚合硫酸铁(16液态)作为混凝剂，聚丙烯酰胺为助凝剂，当废水CrCOD为6230mgL时，经混凝沉淀、低氧好氧两段活性污泥法处理后，其CrCOD去除率可达93.8，各项指际均达到国家行业标准。 活性污泥法由于其处理成本低、易于管理、处理效果较好而在废水处理中的应用越来越多。 (2)生物膜法处理造纸废水相对于活性污泥系统而言，生物膜系统具有如下显著优点高容积负荷、更强的抗毒能力和耐负荷冲击能力、无须污泥回流且处理设施紧凑。 因此，生物膜技术在造纸废水处理中逐渐获得了广泛应用。 朱光灿、吕锡武等12研究了采用脱木素-缺氧-好氧生物膜工艺处理造纸废水。 其中的脱木素工艺可有效地将黑液中碱木素脱稳析出，并提高废水的可生化性，当废水pH=5，绝干纤维污泥与废水COD质量之比为1.11，硫酸铝投加量为160mgL时，COD去除率大于63。 疏明君、李友明等13采用内循环好氧三相流化床技术处理造纸中段废水，该技术结合了流化床技术和生物膜技术的优势，经过l7天驯化后，获得了稳定的出水，COD去除率保持在80以上，并且对进水污染负荷的变化具有较大的承受能力。 生物法在利用微生物处理造纸废水时候，如果造纸废水中含有大量不利于微生物生长的物质时候(如化学物质添加剂、难于生物降解的氯化有机物)，生物法处理效果较差。 因此要采用各种方法提高造纸废水的可生化性，使其更利于生物法处理。 (3)混凝法处理造纸废水混凝法是目前国内外重点研究的方向之一，混凝就是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成容易分离的絮凝体。 混凝法适应性强、基建投资低、管理简单，是水处理常用的方法，在造纸行业的废水处理中使用普遍。 造纸废水中由于含有大量纤维和化学药剂，所以一般在处理造纸废水时首先要用混凝法除去这些物质。 由于单独使用混凝法不能除去溶解在废水中的有机物，所以常将混凝法与其它处理方法结合起来使用。 罗道成、易平贵等14采用炉渣过滤吸附，铁屑22OH催化氧化和絮凝相结合的吸附-催化氧化-絮凝法联合处理造纸废水，COD、SS的去除率达97.O和95.3，各项指标超过一级排放标准，水质可以回收利用。 张振声、门漱石、许佩瑶15采用粉煤灰、聚合硫酸铁处理两个瓦楞纸厂废水，按照分质处理、分质回用的原则，A厂(麦草石灰法制浆)纸机废水CrCOD去除率69，SS去除率93；B厂(以废旧纸箱、书本、报纸生产瓦楞纸)纸机废水处理后CrCOD140mgL，SS去除率为98，两厂的废水处理后均可全部回用达到零排放。 李福仁16采用化学絮凝-气浮工艺处理高浓度热磨半化学木浆(CTMP)废水，先加入化学絮凝剂聚合3AlCl(PAC)，形成矾花后再加入聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂，进入浅层气浮装置进行气浮处理，利用该工艺处理后CrCOD去除率可达83.4，SS去除率可达96，色度去除率可达95。 王九思、赵红花等17利用絮凝-2ClO氧化法对某造纸厂废水(CrCOD1300mgL)进行处理，首先利用聚合硫酸铁PFS(32OFe含量为15)在pH=6时对废水进行絮凝处理(投加量为4mgL)，处理后的废水再投加2ClO(投加量为60mgL)，氧化处理30分钟(pH=6)，处理后CrCOD去除率达95以上，脱色率可达97，可达排放标准。 混凝法适应性强、基建投资低、管理简单，是水处理常用的方法，新型絮凝剂的不断开发，提高了它的处理效果。 聚合氯化铝(PAC)，是比较常用的絮凝剂，价格较便宜，效果尚可，为了提高混凝、沉淀的效果还常添加助凝剂。 较常用的助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。 通过对脱墨废水的处理发现，当PAC用量为100mgL，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM分子量为456万，阳离子化度为35)用量为075mgL时，CrCOD的去除率可达到87%。 由于PAM价格昂贵，而且其单体有毒，选用PAM作助凝剂可能会在排水或排泥中带入二次污染因子，所以近年来有人提出用超细滑石粉(SFT)替代PAM助凝剂，研究发现把SFT作为常规PAC混凝处理工艺的助凝剂，也可以较好地处理再生造纸废水，而且SFT是环境无害材料，用作助凝剂所产生的污泥渣不会引起二次污染。 SFT较PAM价格便宜，所以SFT是一种良好的新型助凝剂，它对造纸废水的混凝处理效果的研究具有十分重要的意义。 2实验部分2.1实验仪器及药品2.1.1主要仪器TA6系列程控混凝试验搅拌仪（武汉恒岭科技有限公司）LP2000-11数显浊度仪（北京哈纳科仪科技有限公司）pH-2型酸度计（美国奥立龙）DF-101B集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市英峪华仪器厂制造）2.1.2药品超细滑石粉(上海前进化学试剂厂)NaOH（天津市富禄化工试剂厂）HCl（信阳市化学试剂厂）2.2造纸废水本实验所用造纸废水取自武汉晨鸣造纸厂污水处理站进水口。 水质如下:pH值7.5,CrCOD为1400,色度为2760,浊度为1240NTU。 2.3SFT的投放方式及定量方法由于SFT为超细粉末(1250目)，如直接投放入水样中混合很困难；SFT不溶于水，故配成溶液的投放方式也不可行,实验室用小烧杯称取滑石粉，再从所取的原水溶液中取出适量的水加入到小烧杯中使滑石粉基本溶解，再倒入到所取的水样中。 2.4实验评价指标根据文献对于其CrCOD值的高低有显著影响，SS与18可知，造纸废水中纤维、木素等有机悬浮物(即SS)的多少，CrCOD之间存在着良好的线性关系。 在无外加因素影响下，CrCOD的宏观情况，都可以用测SS这样简单的方法来预报。 因此，本实验通过测定浊度的变化趋势来反映CrCOD的变化趋势。 2.5单因素影响实验2.5.1pH值实验由于滑石粉在中性条件下不易溶，本试验先进行最佳pH值试验。 先粗测能使超细滑石粉对造纸废水起混凝效果的pH值。 取数杯等量的原水，用一定浓度的酸碱溶液调节各原水的pH值在1-14间变化，向水中加入等量的滑石粉，搅拌均匀，静置观察，可以得出处理效果最佳的近似pH值。 在这个基础上精确最佳pH值，取数杯等量的原水，分别将pH值调在近似pH值左右变化，再加入等量的滑石粉。 在常温下，设定一定的混合转速、混合时间、反应转速、反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.2最佳投加量实验在最佳pH值实验的基础上，先确定近似投加量。 取定量的造纸废水于烧杯中，缓慢多次地向其添加滑石粉，在加入的过程中不断进行搅拌，直至出现矾花，此时所加入的混凝剂量即为近似最佳投加量。 根据近似最佳投加量，确定最佳投加量，取数杯等量的原水，分别将其投加量在近似投加量的20%-200%间变化，设定一定的混合转速、混合时间、反应转速、反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.3温度实验在最佳pH值，最佳投加量实验的基础上，根据反应温度实验可确定最佳反应温度。 电压的大小间接反映出温度的高低，因此通过集热式水浴锅上的电压调节档来对各水样进行加热，使各水样具有不同的温度。 设定一定的混合转速、混合时间、反应转速、反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.4混合转速实验由于混凝剂的使用一般都在常温条件下，因此在各水力条件实验中可不考虑温度的影响，均在常温条件下进行实验。 在最佳pH值，最佳投加量实验的基础上，改变混合转速的值，设定一定的混合时间、反应转速、反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.5混合时间实验在最佳pH值，最佳投加量，最佳混合转速实验的基础上，改变混合时间的值，设定一定的反应转速、反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.6反应转速实验在最佳pH值，最佳投加量，最佳混合转速，最佳混合时间实验的基础上，改变反应转速的值，设定一定的反应时间，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.5.7反应时间实验在最佳pH值，最佳投加量，最佳混合转速，最佳混合时间，最佳反应转速实验的基础上，改变反应时间的值，沉淀相同时间后，取上清液于浊度仪上测其剩余浊度。 2.6正交实验2.6.1正交实验的设计对单因素影响实验的结果进行分析，考虑到各因素对超细滑石粉混凝性能的影响大小不同，设计一个四因素三水平的正交实验。 这里的四因素是指投加量，pH值，混合转速，反应时间。 三个水平的量的选定可根据各单因素的最佳值等间隔取三组值。 正交实验设计表可见于文献19。 2.6.2正交混凝实验根据设计的正交表中选定的值，进行9组实验。 选定最佳混合时间，反应时间，常温下进行混凝实验。 反应结束静置相同时间后取上清液测定剩余浊度。 2.7反应现象混凝剂与水样充分混合后，可观察到大而松散的矾花。 进入反应阶段，随着反应不断地进行，矾花越来越小且致密。 在反应阶段可观察到原来浑浊的水随着反应地进行，变得越来越澄清。 在沉淀阶段，胶体沉速较快，大约20min胶体就能完全沉淀。 3结果与分析3.1单因素对浊度去除效果的影响3.1.1水样pH值对除浊效果的影响由前期的实验准备可知，滑石粉在酸性条件下的混凝效果比在碱性条件下好，因此最佳pH值实验只在酸性条件下进行。 在室温下，设定混合转速为200r/min，混合时间为1min，反应转速为50r/min，反应时间为20min，投加量为10g/L，沉淀时间为30min，将水样pH值调在近似pH值左右变化，观察水样pH值对浊度去除效果的影响，结果如图1所示。 图1水样pH值对浊度去除效果的影响由图1可见，水样pH值对除浊效果影响较大。 在pH4范围内，水样的剩0100 xx00400500剩余浊度/NTU6007000246pH值余浊度都不高，当pH4时，随着pH值的升高，剩余浊度急剧上升。 当pH值在1.5-2间变化时，达到较好的去除效果，当pH值小于2时，剩余浊度曲线变化趋于平坦，考虑调节pH值所需的成本，本实验将最佳pH值定为2。 3.1.2混凝剂投加量对除浊效果的影响在室温，pH值为2的条件下，近似最佳投加量为5g/L，设定混合转速为200r/min，混合时间为1min，反应转速为50r/min，反应时间为20min，沉淀时间为30min，投加量分别为近似投加量的20%、40%、100%、120%、180%、200%，观察混凝剂投加量对浊度去除效果的影响，结果如图2所示。 图2混凝剂投加量对浊度去除效果的影响由图2可见，随着混凝剂投加量的增加，水样的剩余浊度变化显著。 当混凝剂的投加量小于5g/L时，随着投加量的增加，水样的剩余浊度降低；当混凝剂的投加量大于5g/L时，随着投加量的增加，水样的剩余浊度明显上升。 当混凝剂的投加量为5g/L时，上清液的浊度为36.14NTU，达到最好的去除效果。 这是因为在一定范围内，投药量越多，药剂与水样中的悬浮物接触越充分，吸附电中和和吸附架桥作用也越明显，因此混凝效果增强。 随着药剂量的不断增加，剩余浊度反而上升，这是因为达到混凝最佳点后继续增加药剂量，会出现过多的电荷，使得原来的电荷变号，排斥力变大，胶体出现再稳现象。 另一方面，投加的药剂过多，一开始微粒就被若干高分子链包围，无空白部位去吸附其他的高分子链，结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。 3.1.3温度对浊度去除效果的影响在pH值为2，最佳投加量为5g/L的条件下，设定混合转速为200r/min，混合时间为1min，反应转速为50r/min，反应时间为20min，沉淀时间为30min，改变电压的值，观察电压变化对浊度去除效果的影响，结果如图3所示。 204060801001xx0剩余浊度/NTU160180051015投加量/g/L图3电压对浊度去除效果的影响集热式恒温加热磁力搅拌器上电压档的大小间接反映了温度的高低，因而电压越大，表示加热的温度越高。 由图3可见，随着电压的增加，温度的升高，水样的剩余浊度变化显著。 当电压小于90V时，随着电压的升高，剩余浊度呈下降趋势；当电压大于90V时，随着电压的升高，剩余浊度呈上升趋势。 当电压为90V时，剩余浊度达到最低值，为63NTU，达到最佳混凝效果。 实验开始阶段，随着温度升高，剩余浊度下降得较明显，这是因为在此温度范围内，混凝剂与水样能够充分混合，从而混凝剂效能能够得到很好发挥。 另一方面，水温高，水的粘度降低，布朗运动和异向絮凝作用增强，使得混凝效果变好。 当温度超过最佳点后，剩余浊度反而上升，这是因为水温过高，易使絮凝剂老化或分解生成不溶性物质，因而降低了混凝效果。 3.1.4混合转速对浊度去除效果的影响在室温，pH值为2，最佳投加量为5g/L的条件下，设定混合时间为1min，反应转速为50r/min，反应时间为20min，沉淀时间为30min，改变混合转速的值，观察混合转速对浊度去除效果的影响，结果如图4所示。 5075100125150175剩余浊度/NTU200050100150200电压/v图4混合转速对浊度去除效果的影响由图4可见，当转速小于175r/min时，随着混合转速的增大，水样上清液的剩余浊度呈下降趋势。 当转速大于175r/min时，随着混合转速的增大，水样上清液的剩余浊度又不断升高。 当转速为175r/min时，上清液的剩余浊度最小，为38NTU，此时达到最佳混凝效果。 这是因为在一定转速范围内，转速越大，混凝剂与水样混合越充分，因而混凝效果越好。 达到最佳混合转速后，继续增加转速，剩余浊度反而上升，这是因为转速过大，使得刚形成的矾花絮体被打碎，所以混凝效果变差。 3.1.5混合时间对浊度去除效果的影响在室温，pH值为2，最佳投加量为5g/L，混合转速为175r/min的条件下，设定反应转速为50r/min，反应时间为20min，沉淀时间为30min，改变混合时间，观察混合时间对浊度去除效果的影响，结果如图5所示。 图5混合时间对浊度去除效果的影响30354045505560剩余浊度/NTU657050100150 xx50混合转速/r/min901001101xx0140150160170剩余浊度/NTU180190200050100150混合时间/s由图5可见，当混合时间小于50s时，随着混合时间的增大，水样上清液的剩余浊度不断变小；当混合时间大于50s时，随着混合时间的增大，水样上清液的剩余浊度呈现明显的上升趋势。 当混合时间为50s时，上清液的剩余浊度最小，为94NTU，此时混凝效果达到最好。 由于此次水样与前个阶段的不同,沉降速率慢些,所需的沉淀较长,在同样的沉淀时间的条件下浊度较大。 但在同等条件下仍然能够判定最佳混合时间。 在一定的混合时间范围内，混合时间越长，混凝剂与废水接触越充分，混合越均匀，因而混凝效果增强。 当达到混合时间的最佳值后，继续增加混合时间，剩余浊度反而上升，这是因为在这段时间范围内，存在多余的混合时间，在这些多余时间内，由于混合转速较大，把刚形成的矾花打碎，从而降低了混凝效果。 3.1.6反应转速对浊度去除效果的影响在室温，pH值为2，最佳投加量5g/L，混合转速为175r/min，混合时间为50s的条件下，设定反应时间为20min，沉淀相同时间，改变反应转速的值，观察反应转速对浊度去除效果的影响，结果如图6所示。 图6反应转速对浊度去除效果的影响由图6可见，随着反应转速的增大，剩余浊度急剧下降，当反应转速为50r/min时，上清液的剩余浊度最小，为23.3NTU，此时达到最佳混凝效果。 随着反应转速继续增大，剩余浊度渐渐上升。 这是因为在一定的反应转速范围内，随着反应转速的增大，矾花间的碰撞机会增大，且这个范围的转速又不会将形成的矾花打碎，因而混凝效果增强。 当达到最佳反应转速后，继续增大反应转速，剩余浊度反而上升，这是因为反应转速过大，将形成的矾花打碎，不利于沉淀，因而混凝效果降低。 3.1.7反应时间对浊度去除效果的影响202530354045剩余浊度/NTU505535455565反应转速/r/min在室温，pH值为2，最佳投加量为5g/L，混合转速为175r/min，混合时间为50s，反应转速为50r/min，沉淀相同时间的条件下，改变反应时间，观察反应时间对浊度去除效果的影响，结果如图7所示。 图7反应时间对浊度去除效果的影响由图7可见，当反应时间小于15min时，随着反应时间的增加，上清液的剩余浊度不断下降，当反应时间为15min时，上清液的剩余浊度最小，为23NTU，此时混凝效果最好。 随着反应时间继续增加，剩余浊度呈上升趋势。 这是因为在一定的反应时间范围内，反应时间越长，絮体越有机会成长，因而混凝效果增强。 当达到最佳反应时间后，继续增大反应时间，剩余浊度反而上升，这是因为反应时间太长，会使胶体再稳，不利于沉淀，因而混凝效果变差。 202224262830剩余浊度/NTU3205101520253035反应时间/min3.2正交实验的分析通过L9 (34)正交实验，获得的数据及数据处理结果见表1。 表1L9 (34)正交实验直观分析计算表试验号投加量(g/L)pH值混合转速(r/min)反应时间(min)剩余浊度(R)12.512251583251125511137.51175258742.52175534.75552225257267.52125156572.5312525758531751510497.532255164Ti1192.75281251309.75T总=795.75Ti2287171.75225.75252Ti3316343319234Ki164.2593.6783.67103.25Ki295.6757.2575.2584Ki3105.33114.33106.3378R41.0857.0831.0825.25由表1可见，最佳水平组合为投加量为2.5g/L，pH为2，混合转速为175r/min，反应时间为5min。 根据极差的大小可知，混凝性能的影响主次顺序为pH值投加量混合转速反应时间。 4结论通过上述实验研究，可得出以下结论 （1）用超细滑石粉作为混凝剂处理废水,最佳条件是在酸性条件下让iS元素生成44OSHi胶体,本实验经过研究得出最佳pH值为2。 （2）单因素实验考察了投加量，pH值，温度，水力条件等因素。 各因素的最佳取值分别为投加量为5g/L，pH为2，混合转速为175r/min，混合时间为50s，反应转速为50r/min,反应时间为15min。 （3）通过L9 (34)正交实验，确定了该混凝剂混凝性能的最佳组合水平为最佳投加量为2.5g/L，pH为2，混合转速为175r/min，反应时间为5min，混合时间为50s，反应转速为50r/min。 各因素对混凝性能的影响大小为pH值投加量混合转速反应时间。 5谢辞6参考文献1杨崇豪，宋继琴.用正交实验法研究超细滑石粉对混凝的作用J.华北水利水电学院学报，xx，22 （1）63-662孙莉英，杨昌柱.含油废水处理技术进展J.华中科技大学学报，xx，19 （3）87-883唐受印,戴友芝等编.废水处理工程M.北京化学工业出版社，xx年4高廷耀，顾国维.水污染控制工程M.高等教育出版社，1999年5杨玲.用于造纸废水处理的膜分离技术研究进展J.四川理工学院学报(自然科学版)，xx，18 （2）61-656梁宏，林海波等.造纸废水治理技术研究现状及展望J.四川理工学院学报(自然科学版)，xx，18 （2）56-607Steve Finnemore，Tony HackneyEero dischargeat KronospanM il1-Recent advancesin woodpulp effluenttreatmentJ.Paper Technology,2000， (2)l32-l348Wang XL，Tsuru TKimuru SElect