水污染控制工程实验指导书精品文档26页.docx

水污染控制工程实验指导书精品文档26页.docx

《水污染控制工程实验指导书精品文档26页.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染控制工程实验指导书精品文档26页.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水污染控制工程实验指导书精品文档26页

水污染控制工程实验指导书

单位：

地理与环境学院

适用专业：

环境工程

指导教师：

XXX

实验一颗粒自由沉淀实验………………………………………………………………2

实验二水污染处理设备及工艺演示实验………………………………………………3

实验三混凝实验……………………………………………………………………………4

实验四活性污泥性质的测定………………………………………………………………6

实验五水中氨氮的测定验…………………………………………………………………7

实验六离子交换实验………………………………………………………………………9

实验七加压溶气气浮实验………………………………………………………………10

实验八曝气设备充氧能力的测定实验…………………………………………………11

实验一颗粒自由沉淀实验

一、实验目的

加深对自由沉淀、基本概念以及沉淀规律的理解。

掌握颗粒自由沉淀实验的方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉淀曲线。

二、实验原理

沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。

根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。

当废水中的悬浮物浓度不高时，在静沉过程中颗粒之间互不干扰、碰撞，呈单颗粒状态下沉，这种沉淀属于自由沉淀。

自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀的高度无关，因而自由沉淀可在一般的沉淀柱内进行。

为使沉淀颗粒不受器壁的干扰，沉淀柱的直径一般应不小于100mm。

如果沉淀柱的有效水深为H，如图1-1所示，通过不同的沉淀时间t，可求得不同的沉速u，u=H/t。

如沉淀时间为t，相应的沉速为u0，则颗粒的去除率由两部分构成：

沉速u≥u0颗粒能全部去除，去除率为E1；所有沉速小于u0的颗粒能部分去除，去除率为E2，则E=E1+E2。

设所有沉速小于u0的颗粒占总颗粒数的百分数为P0，其中某一种沉速为ui的颗粒的去除百分数为ux/u0，则所有沉速小于u0的颗粒ui的去除百分数即

E2=

沉速u≥u0颗粒所占的百分数为1―P0，E1=1―P0，则总去除率：

但沉速小于u0的颗粒占总颗粒数的百分数P0不易统计，故E2较难计算。

实验中可按以下方法进行去除率的计算。

经研究，可以从有效水深内的上、中、下部取相同数量的水样混匀后求出有效水深内（污泥层以上）的平均悬浮物浓度。

或者，为了简化，可以假定悬浮物浓度沿深度呈直线变化，这样，将取样口设在沉淀柱中部0.5H处，则该处水样的悬浮物浓度可近似地代表整个有效水深内的平均浓度，据此计算出沉淀时间为t时的沉淀效率。

在不同的沉淀时间t1、t2、……分别从中部取样，测出其悬浮物浓度C1、C2……，并量出水深的变化H、H1……（如沉淀柱直径足够大，则水深变化可忽略不计），可计算出u1、u2、……（等于H/t1、H1/t2……），根据所测数据可绘制出时间~沉淀效率（t~E）曲线、颗粒沉速~沉淀效率（u~E）曲线。

三、实验设备及仪器

1.沉淀实验筒：

直径Ф100mm，工作有效水深（由溢出口下缘到筒底的距离）1800mm。

2.浊度仪；3.秒表。

四、实验材料高岭粘土配水。

五、实验步骤

1、称取一定量的高岭土，加入沉淀实验筒中，高岭土配制浓度为100mg/L；

2、充气搅拌约5min，使水样中悬浮物分布均匀；

3、静置观察沉淀现象；

4、分别在沉降0、10、20、30、45、60、90min后，从实验筒中部H/2取样口取样，每次约100mL左右（准确记下水样体积）。

取水样前要先排出取样管中的积水约10mL左右；

5、测定水样中悬浮物浓度，以mg/L计。

测定每一沉淀时间的水样的悬浮物浓度方法如下：

首先调烘箱至105±1℃，叠好滤纸放入称量瓶，打开盖子，将其放入105℃烘箱中至恒重，称取重量，然后将恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上得到全部悬浮性固体。

最后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶中，称其悬浮物的重量（还要重复烘干至恒重的过程）

6、计算不同沉淀时间t时水样中的悬浮物浓度C、沉淀效率E以及相应的颗粒沉降速度u，画出E～t和E～u的关系曲线。

六、实验数据记录与分析

1．填写实验记录表1-1

七、思考题

1.简述静置沉降实验的意义。

2.简述活性污泥处理系统中初沉池、二沉池、污泥浓缩池的作用和停留时间。

实验二水污染处理设备及工艺演示实验

一、实验目的

1、通过对各种水处理模型的观察，加深对给水、排水工艺中各种处理构筑物的认识；

2、通过对各种水处理模型模拟运行情况的观察，加深对各种水处理工艺及设备、构筑物运行情况的学习。

二、实验原理

1、模拟滤池实际运行情况；2、模拟沉淀池实际运行情况；3、模拟气浮池实际运行情况。

三、实验装置及仪器

1、滤池模型3套

2、沉淀池模型2套

3、气浮池模型1套

四、实验步骤

1、观察各类模型的结构及工艺特征；

2、实际运行各类模型，连续进出水，观察其运行情况及工作原理。

五、实验结果与分析

1、任选两种水处理模型，绘制模型工艺详图；2、用文字描述所绘两种水处理模型的工作、运行情况；3、对比模型与相关教材中所述的实际构筑物的异同点。

实验三混凝实验

一、实验目的

1、通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解；2、学会选择和确定最佳混凝工艺条件的基本方法；3、测定计算反应过程的G值和GT值，是否在适宜的范围内。

二、实验内容

（1）最佳投药量的确定；

（2）最佳pH的确定。

三、实验仪器、设备及材料

1．无级调速六联搅拌机1台。

2．PH酸度剂1台。

3．光电浊度计1台。

4．温度计1支，秒表1块。

5．1000ml烧杯6个。

6．1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支。

7．200ml烧杯1个，吸耳球等。

8．1%FeCl3溶液500ml。

9．实验用原水。

10．注射针筒。

11．盐酸10%，NaOH溶液10%溶液500ml各1瓶。

四、实验原理

天然水体中胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的。

因为水中胶体颗粒微小、主要是带负电的粘土颗粒，胶粒间存在着静电斥力、胶粒的布朗运动、胶粒表面的水化作用，使胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大。

因此可在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，并提供胶粒碰撞的动能，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。

投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。

投加量不足不可能有很好的混凝效果。

同样，如果投加的混凝剂过多也未必能得到好的混凝效果。

水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同，必须通过实验方可确定。

12在水中投加混凝剂如A12（S04）3、FeCl3后，生成的A1（ⅠⅠⅠ）．Fe（ⅠⅠⅠ）化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度影响，还受水的pH值影响。

如果pH值过低（小于4），则混凝剂水解受到限制，其化合物中很少有高分子物质存在，絮凝作用较差。

如果pH值过高（大于9-10），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能极好发挥絮凝作用。

投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。

五、实验步骤

1、最佳投药量实验步骤

（1）测定原水的浊度、PH值和水温。

（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烧杯中200mI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）确定实验时的混凝剂投加量．根据步骤3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2-6号烧杯混凝剂投加量、把混凝剂分别加入1-6号烧杯中。

（4）启动搅拌机、快速搅拌半分钟、转速约300r/min,中速搅拌5分钟，转速约100r/min；慢速搅拌10分钟、转速约50r/min．

（5）关闭搅拌机、静止沉淀l0分钟，用50m1注射针简抽出烧杯中的上清液（共抽三次约放入200mI烧杯，立即用浊度仪测定浊度）2

2、最佳pH值实验步骤

（1）取6个1000m1烧杯分别注入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相同

（3）调整原水pH值：

用移液计依次向1号、2号、3号、4号装有水样的烧杯中分别加入2.5、1.5、1.2、0.7m110％浓度的盐酸。

向6号装有水样的烧杯中分别加入0.2m110％浓度的氢氧比钠。

（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50m1水样放入三角烧杯、用pH仅测定各水样pH值。

（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）。

（6）启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min，中速搅拌5分钟，转速约100r/min，慢速搅拌10分钟，转速约50r/min。

（7）关闭搅拌机，静置10分钟，用50m1注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽三次约100m1）放入200m1烧杯中，立即用浊度仪测定浊度。

六、实验结果分析

绘制图1（混凝剂加药量为横坐标，沉淀水浊度为纵坐标）和图2（水样pH为横坐标，沉淀水浊度为纵坐标）。

讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。

表3-1最佳投药量实验记录

七、实验注意事项

1．在最佳投药量、最佳pH值实验中，向各烧杯投加药剂时希望同时投加．避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊。

2．在最佳pH实验中，用来测定pH的水样，仍倒入原烧杯中。

3．在测定水的浊度、用注射针筒抽吸上清液时，不要扰动底部沉淀物。

八、思考题

1、混凝对水力条件有何要求？

2、简述混凝机理。

3、简述高分子混凝剂的作用。

4、为什么最大加药量时，混凝效果并不是最好？

过量的混凝剂可以使混凝效果更好吗？

表3-2最佳pH值实验记录

实验四活性污泥性质的测定

活性污泥是活性污泥法中最重要的组成部分之一，活性污泥的质量直接影响处理效果。

故活性污泥的一些性质是要经常进行测定的。

同时，通过活性污泥的某些性质的变化可以指导活性污泥法的运行。

一、实验目的

1、加深对活性污泥的理解。

2、掌握几种污泥性质的测定方法。

二、实验原理

活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧和兼氧微生物及其吸附的有机物和无机物组成的。

活性污泥具有吸附和分解废水中有机物的能力，显示出生物化学活性。

在活性污泥法处理系统的运行和管理中，除用显微镜观察外，SV、MLSS、MLVSS、SVI等指标是经常要进行测定的。

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。

三、主要实验设备及药品

1.高温炉；2.过滤装置；3.分析天平；4.100mL量筒、500mL烧杯、玻璃棒等若干个；5.烘箱

四.实验步骤

1污泥沉降比SV（%）：

曝气池中的混合液在沉降柱内静置30分钟后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的百分比，称污泥沉降比。

根据污泥沉降比可用于控制剩余污泥的排放，还可及早发现污泥膨胀等异常现象。

对于城市污水，SV常在15~30左右。

实验时取100mL混合液置于10