水污染实验讲义Word格式.docx

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　2、滤膜（滤纸）准备：

将微孔滤膜（滤纸）放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103～105℃烘干1小时后取出置于干燥器内冷却至室　温，称其质量。

反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的质量差≤0.2mg。

3、量取充分混合均匀的试样150mL全部通过上面称至恒重的滤膜（滤纸）过滤，再用蒸馏水洗残渣3~5次，之后，仔细取出载有悬浮物的滤膜（滤纸）放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中103～105℃烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其质量。

　反复烘干、冷却、称量，直到两次称量的质量差≤0.4mg为止。

五、结果的表示

　悬浮物含量C（mg/L）按下式计算：

式中：

C——水中悬浮物浓度，mg/L；

　A——悬浮物+滤膜+称量瓶重量，g；

　B——滤膜+称量瓶重量，g；

　V——试样体积，mL。

B．浊度的测定（光电式浊度仪）

一、原理

　浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。

水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游动物和其他　微生物等悬浮物和胶体物都可使水样呈现浊度。

　水的浊度大小不仅和水中存在颗粒物含量有关，而且和其粒径大小、形状、颗粒表面对光散射特性有密切关系。

二、测定

采用光电式浊度仪测定水样浊度。

六、注意事项

　1、采集的水样应尽快分析测定。

如需防置，应贮存在4℃冷藏箱中，但最长不得超过七天。

　2、滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分，除延长干燥时间外，还可能造成过滤困难，遇此情况，可酌情少取试样。

滤膜上悬浮物过少，则会增大称量误差，影响测定精度，必要时，可增大试样体积，一般以5~10mm悬浮物做为量取试样体积的适用范围。

参考书目：

高廷耀等.《水污染控制工程》（第三版）.北京：

高等教育出版社，2007

彭党聪.《水污染控制工程实践教程》.北京：

化学工业出版社，2004

实验二活性污泥性质的测定

4学时

实验课（综合性）

活性污泥性质的测定

（1）加深对活性污泥性能，特别是污泥活性的理解。

（2）掌握几项污泥性质的测定方法。

1.采用沉淀法测定活性污泥的SV值。

2.采用重量法测定活性污泥MLSS值。

3.通过计算得出活性污泥SVI值，评价活性污泥性能。

1实验目的

2实验原理

活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。

活性污泥具有吸附和分解废水中的有机物（也有些可利用无机物质）的能力，显示出生物化学活性。

在生物处理废水的设备运转管理中，除用显微镜观察外，下面几项污泥性质是经常要测定的。

这些指标反映了污泥的活性，它们与剩余污泥排放量及处理效果等都有密切关系。

3实验设备与试剂

（1）水分快速测定仪1台

（2）真空过滤装置1套。

（3）秒表l块。

（4）分析天平1台。

（5）马弗炉1台。

（6）坩埚数个。

（7）定量滤纸数张。

（8）100mL量筒4个。

（9）500mL烧杯2个。

（10）玻璃棒2根。

（11）烘箱1台。

4实验方法与操作步骤

（1）污泥沉降比SV（％）它是指曝气池中取混合均匀的泥水混合液100mL置于100mL量筒中，静置30min后，观察沉降的污泥占整个混合液的比例，记下结果（表6-1）。

（2）污泥浓度MLSS就是单位体积的曝气池混合液中所含污泥的干重，实际上是指混合液悬浮固体的数量，单位为g/L。

①测定方法

a．将滤纸放在105℃烘箱或水分快速测定仪中干燥至恒重，称量并记录（W1）（见表4-5）

b．将该滤纸剪好平铺在布氏漏斗上（剪掉的部分滤纸不要丢掉）。

c．将测定过沉降比的100mL量筒内的污泥全部倒人漏斗，过滤（用水冲净量筒，水也倒人漏斗）。

d．将载有污泥的滤纸移入烘箱（105℃）或快速水分测定仪中烘干恒重，称量并记录（W2）。

②计算

污泥浓度（g/L）＝[（滤纸质量+污泥干重）一滤纸质量]×

10

（3）污泥指数SVI污泥指数全称污泥容积指数，是指曝气池混合液经30min静沉后，1g干污泥所占的容积（单位为mL/g）。

计算式如下

SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉淀性能。

一般在100左右有为宜。

（4）污泥灰分和挥发性污泥浓度MLVSS挥发性污泥就是挥发性悬浮固体，它包括微生物和有机物，干污泥经灼烧后（600℃）剩下的灰分称为污泥灰分。

①测定方法先将已知恒重的磁坩埚称量并记录（W3）（表4-8-1），再将测定过污泥干重的滤纸和干污泥一并故入磁坩埚中，先在普通电炉上加热碳化，然后放入马弗炉内（600℃）烧40min，取出故人干燥器内冷却，称量（Wd）。

②计算

在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水处理池的活性污泥混合液，其比值常在0.75左右。

5实验报告记载及数据处理

式中W1——滤纸的净重，mg；

W2——滤纸及截留悬浮物固体的质量之和，mg。

V——水样体积，L。

式中W3——坩埚质量，mg；

W4——坩埚与天机物总质量，mg

其余同上式

6注意事项

（1）测定坩埚质量时，应将坩埚放在马弗炉中灼烧至恒重为止。

（2）由于实验项目多，实验前难备工作要充分，不要弄乱。

（3）仪器设备应按说明调整好，使误差减小。

7思考题

（1）活性污泥吸附性能指何而言，它对污水底物的去除有何影响

（2）影响活性污泥吸附性能的因素有哪些?

（3）活性污泥吸附性能测定的意义。

陈泽堂.《水污染控制工程实验》.北京：

化学工业出版社，2003

实验三氯化铁的加药量对污泥脱水性能的影响

氯化铁的加药量对污泥脱水实验

（1）通过实验掌握污泥比阻的测定方法。

（2）掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂。

（3）掌握确定污泥的最佳泥凝剂投加量。

1.实验基本原理。

2.如何运用本次实验结果指导实践，解决污水处理运行过程中的实际问题。

一实验目的

二实验原理

污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义是：

单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。

求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合剂后）的过滤性能。

污泥比阻愈大，过滤性能愈差。

过滤时滤液体积V（mL）与推动力p（过滤时的压强降，g/cm2），过滤面积F（cm2），过滤时间t（s）成正比；

而与过滤阻力R（cm*s2/mL），滤液黏度μ[g/（cm*s）]成正比。

（3-1）

过滤阻力包括滤渣阻力Rz和过滤隔层阻力Rg构成。

而阻力只随滤渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。

因此将式（6-1）改写成微分形式。

（3-2）

由于只Rg比Rz相对说较小，为简化计算，姑且忽略不计。

（3-3）

式中：

α’——单位体积污泥的比阻；

δ——滤渣厚度；

C’——获得单位体积滤液所得的滤渣体积。

如以滤渣干重代替滤渣体积，单位质量污泥的比阻代替单位体积污泥的比阻，则（3-3）式可改写为

（3-4）

式中，α为污泥比阻，在CGS制中，其量纲为s2/g，在工程单位制中其旦纲为cm/g。

在定压下，在积分界线由0到t及0到V内对式（3-4）积分，可得

（3-5）

式（3-5）说明在定压下过滤，t／V与V成直线关系，其斜率为

（3-6）

需要在实验条件下求出b及C。

b的求法。

可在定压下（真空度保持不变）通过测定一系列的t～V数据，用图解法求斜率（见图3-1）。

C的求法。

根据所设定义

（3-7）

式中Q0——污泥量，mL；

Qy——滤液量，mL；

Cd——滤饼固体浓度，g/mL。

根据液体平衡Q0＝Qy+Qd

根据固体平衡Q0C0＝QyCy+QdCd

式中Co——污泥固体浓度，g／mL；

Cy——污泥固体浓度，g／mL；

Qd——污泥固体滤饼量，mL。

可得

代入式（3-7），化简后得

（3-8）

上述求C值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的且不易量准，故改用测滤饼含水比的方法。

求C值。

式中Ci——l00g污泥中的干污泥量；

Cf——100g滤饼中的干污泥量。

例如污泥含水比97.7％，滤饼含水率为80％。

一般认为比阻在109～1010s2/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在（0.5～0.9）*109s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*109s2/g的污泥容易过滤。

投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，使污泥的比阻减小。

对于无机混凝剂如FeCl3等投加量，一般为污泥干质量的5％～10％高分子混凝剂如聚丙烯酰胺，碱式氯化铝等，投加量一般为干污泥质量的1％。

（1）实验装置如图3-2。

图3-2比阻实验装置图

1–真空泵；

2–吸滤瓶；

3–真空调节阀；

4–真空表；

5–布式漏斗；

6–吸滤垫；

7–计量管

（2）秒表；

滤纸。

（3）烘箱。

（4）FeCl3

（5）布氏漏斗。

（1）测定污泥的含水率，求出其固定浓度C0。

（2）配制FeCl3（10g/L）和A12（SO4）3（10g/L）混凝剂。

（3）用FeCl3混凝剂调节污泥（每组加一种混凝剂），加量分别为干污泥质量的0％（不加混凝剂），2％，4％，6％，8％，10％。

（4）在布氏漏斗上（直径65～80mm）放置滤纸，用水润湿，贴紧周底。

（5）开动真空泵，调节真空压力，大约比实验压力小1/3[实验时真空压力采用266mmHg（35．46kPa）或532mmHg（70．93kPa）]关掉真空泵。

（6）加入l00mL需实验的污泥于布氏漏斗中，开动真空泵，调节真空压力至实验压力；

达到此压力后，开始起动秒表，并记下开动时计量管内的滤液V0。

（7）每隔一定时间（开始过滤时可每隔10s或15s，滤速减慢后可隔30s或60s）记下计量管内相应的滤液量。

（8）一直过滤至真空破坏，如真空长时间不破坏，则过滤20min后即可停止。

（9）关闭阀门取下滤饼放人称量瓶内称量。

（10）称量后的滤饼干105℃的烘箱内烘干称量。

（11）计算出滤饼的含水比，求出单位体积滤液的固体量C0。

（1）测定并记录实验基本参数

实验日期

原污泥的含水率及固体浓度C0

实验真空度/mmHg

不加混凝剂的滤饼的含水率

加混凝剂滤饼的含水率

（2）将布氏漏斗实验所得数据按表3-1记录并计算。

表3-1布氏测斗实验所得数据

时间/s

计量管滤液量V’/mL

滤液量V=V’-V0/mL

/（s/mL）

备注

（3）以t／V为纵坐标，V为横坐标作图，求b。

（4）根据原污泥的含水率及滤饼的含水率求出C。

（5）列表计算比阻值α（表3-2比阻值计算表）。

（6）以比阻为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标，作图求出最佳投加量。

表3-2比阻值计算表

污泥含水比/%

污

泥

固

体

浓

度/（g/cm3）

混凝剂用量/%

Lg2

=

=b

/（s/cm6）

皿＋滤纸量

/g

皿＋滤纸滤饼湿重

皿＋滤纸滤饼干重

滤饼含水比

/%

单位面积滤液的固体量C

/（g/cm3）

比阻值α

/（s2/g）

布

氏

漏

斗

d

/cm

过

滤

面

积

F

/cm2

平

方

F2

/cm4

滤液黏度

μ

/[g/（cm.s）]

真空压力

p

/（g/cm2）

K值

/（s.cm3）

（1）检查计量管与布氏漏斗之间是否漏气。

（2）滤纸称量烘干，放到布氏漏斗内，要先用蒸馏水湿润，而后再用真空泵抽吸一下，滤纸要贴紧不能漏气。

（3）污泥倒入布氏漏斗内时，有部分滤液流入计量筒，所以正常开始实验后记录量筒内滤液体积。

（4）污泥中加混凝剂后应充分混合。

（5）在整个过滤过程中，真空度确定后始终保持一致。

七、思考题

（1）判断生污泥、消化污泥脱水性能好坏，分析其原因。

（2）测定污泥比阻在工程上有何实际意义。

陈泽堂.《水污染控制工程实验》.北京：

实验结果整理

1.将实验所得数据按照表记录。

2.根据测的的滤液温度T（OC），计算动力黏度μ：

3.计算C值

4.以t/V为纵坐标，V为横坐标绘图，计算b值

5.计算实验情况下污泥的比阻，并说明污泥的脱水性能

单位换算

因素

工程制（CGS）单位

换成（SI）单位

乘以换算因子

比阻（r）

s2/g

m/kgorcm/g

9.81×

103

压力（P）

g/cm2

PaorN/m2

动力粘滞系数μ

g/（cm.s）

Pa.sors.N/m2

1.00×

10-1

一般认为：

比阻在1012-1013cm/g的污泥为难过滤污泥，比阻在（0.5-0.9）×

1012cm/g的污泥为中等，比阻小于0.4×

1012cm/g的污泥容易过滤。

初沉污泥的比阻一般为（4.61～6.08）×

1012cm/g；

活性污泥的比阻一般为（1.65～2.83）×

1013cm/g；

腐殖污泥的比阻一般为（5.98～8.14）×

消化污泥的比阻一般为（1.24～1.39）×

这四种污泥均属于难过滤污泥

一般认为进行机械脱水时，较为经济和适宜的污泥比阻是（9.81～1.39）×

1010cm/g之间，故这四种污泥在进行机械脱水前必须进行调理。

实验四混凝实验

混凝实验

分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。

向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。

由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同．混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素．

通过本实验希望达到下述目的；

（1）学会求得一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、pH值，水流速度梯度）的基本方法；

（2）加深对混凝机理的理解。

水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种含浊状态稳定。

向水中投加混凝剂后，由于

（1）能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的ζ电位，实现胶粒“脱稳”。

（2）同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用，（3）网捕作用。

而达到颗粒的凝聚。

三实验装置与设备

（一）实验装置

混凝实验装置主要是实验搅拌机。

搅拌机上装有电机的调速设备，电源采用稳压电源。

（二）实验设备及仪器仪表

1．混凝试验搅拌机ZR4-6型1台

3．光电式浊度仪GDS-3型1台

4．酸度计pH－3型1台

5．磁力搅拌器1台

6．烧杯200mL1个

7．量筒1000mL1个

8，移液管1、2.5、10mL各2支

9．注射针筒、温度计、秒表、卷尺等。

四实验步骤

混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分．在进行最佳投药量实验时，先选定一种搅拌速度变化方式和pH值，求出最佳投药量。

然后按照最佳投药量求出混凝最佳pH值。

最后根据最佳投药量、最佳pH值，求出最佳的速度梯度，在混凝实验中所用的实验药剂可参考下列浓度进行配制：

1精制硫酸铝Al2（SO4）3·

18H2O浓度10g/L

2三氯化铁FeCl3·

6H2O浓度10g/L

3聚合氯化铝[A12（OH）mC16-m]浓度10g/L

4化学纯盐酸HCI浓度10%

5化学纯氢氧化钠NaOH浓度10%

（一）最佳投药量实验步骤

1．确定原水特征，即测定原水水样混浊度、pH值、温度。

如有条件，测定胶体颗粒的Zeta电位。

2．确定形成矾花所用的最小混凝剂量。

方法是通过慢速搅拌（或50r/min）烧杯中200mL原水，并每次增加0.5mL混凝剂投加量，直至出现矾花为止。

这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。

3．用6个1000mL的烧杯，分别放入1000mL原水，置实验搅拌机平台上。

4．确定实验时的混凝剂投加量。

根据步骤2得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其1／4作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量，用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出2-5号烧杯混凝剂投加量、把混凝剂分别加入1—6号烧杯中。

5．启动搅拌机，快速搅拌半分钟、转速约300r/min：

中速搅拌6分钟，转速约100r/min；

慢速搅拌6分钟、转速约50r/min。

如果用污水进行混凝实验，污水胶体颗粒比较脆弱，搅拌速度可适当放慢。

6．关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽三次约100mL）放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度，（每杯水样测定三次），记入表1-1中。

（二）最佳pH值实验步骤

1．取6个1000mL烧杯分别放入1000mL原水，置于实验搅拌机平台上。

2．确定原水特征，测定原水浑浊度、pH值，温度．本实验所用原水和最佳投药量实验时相同。

3．调整原水pH值，用移液管依次向1号、2号、3号装有水样的烧杯中分别加入1.5、1.0、0.5mL10％浓度的盐酸。

依次向5号、6号装有水样的烧杯中分别加入0.5、1.0mL10％浓度的氢氧化钠。

该步骤也可采用变化pH值的方法，即调整1号烧杯水样使其pH值等于3，其它水样的pH值（从1号烧杯开始）依次增加一个pH值单位。

4．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min。

随后从各烧杯中分别取出50mL水样放入三角烧杯，用pH仪测定各水样pH值记入表1-2中。

5．用移液管向各烧杯中加入相同剂量的混凝剂．（投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定）．

8．启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min：

中速搅拌6分钟，转速约100r/min慢速搅拌6分钟，转速约50r/min。

7．关闭搅拌机，静置5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽三次约100mL放入200mL烧杯中，立即用浊度仪测定浊度（每杯水样测定三次），记入表1-2中。

五实验结果整理

（一）最佳投药量实验结果整理

1．把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的剩余浊度记入表。

2．以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标．绘出浊度与药剂投加量关系曲线，并从图上求出最佳混凝剂投加量。

（二）最佳pH值实验结果整理

1．把原水特征、混凝剂加注量，酸碱加注情况，沉淀水浊度记入表。

2．以沉淀水浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出浊度与pH值关系曲线，从图上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适用范围。

六实验结果讨论

1根据最佳投药量实验曲线，分析沉淀水浊度与混凝剂加注量的关系。

2本实验与水处理实际情况有哪些差别?

如何改进?

附录:

实验结果记录格式

实验小组号:

实验日期:

姓名:

混凝剂:

混凝剂浓度:

原水浊度:

原水PH:

原水温度:

最小混凝剂量（ml）:

相当于（mg/l）:

表1-1最佳混凝剂投加量

水样编号

1

2

3

4

5

6

投药量mg/l

初矾花时间

矾花沉淀情况

剩余浊度

表1-2最佳pH

盐酸ml

烧碱ml

水样PH