水质工程学实验报告.docx
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水质工程学实验报告
南昌大学实验报告
学生姓名：
学 号：
专业班级：
实验类型：
√验证□综合□设计□创新 实验日期：
实验成绩：
实验一 混凝试验
一、实验目的：
1.学会求一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、PH、水流速度梯度）的基本方法；
2.观察混凝现象，加深混凝机理的理解，了解混凝影响因素；
二、实验基本原理：
胶体微粒都带有电荷，它们之间的电斥力是影响胶体稳定性的主要因素，一般天然水体颗粒的电动电位在-30mv以上，投加混凝剂后，只要该电荷点位降到-15mv左右即可得到。
三、主要仪器设备及耗材：
智能型混凝试验搅拌仪（六联搅拌器），酸度计一台，低浊度仪一台，双向磁力搅拌器一台，1000ml烧杯六个，200ml烧杯两个，1000ml量筒一个，1ml、2ml、5ml移液管各一根，酸碱溶液各一瓶，混凝剂溶液一瓶（5%硫酸铝）
四、实验步骤：
（1）本次试验选用的是二号水样，将桶中原水搅拌均匀，测定水样的温度、酸碱度、浊度和pH值。
（2）确定水样中能形成矾花的近似最小混凝剂量，在烧杯中加入200ml水样并将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，并且每次增加0.1mL的混凝剂投加量，直至出现矾花。
记录生成小矾花是的混凝剂的最小投加量。
（3）在六个大烧杯中分别加入1L的原水，以上一步所得的最小投加量为基准，设置六组梯度试验，每组用量别为最小投加量的1/3、2/3、1、1.5、2、2.5倍。
加入到相应的药剂试管中。
（4）设定六联混凝搅拌仪，第一阶段：
时间30s，转速500r/min；第二阶段：
时间10min，转速为250r/min；第三阶段；时间10min，转速100r/min；第四阶段沉淀10min。
启动搅拌仪。
（5）待搅拌仪停止后，分别从六个大烧杯中取样，测浊度，记录数据，得出最佳投加量。
（6）再向六个烧杯中分别加入1L原水，以原水的PH值为基准，混凝剂的最适用PH值范围为参考范围，设置六组梯度试验，用10%NaOH溶液和10%HCL溶液来调节PH。
（7）向六个大烧杯中加入之前测出的混凝剂的最佳投加量，启动搅拌仪。
（8）重复5的步骤，测出浊度，记录数据，得出最适PH值。
五、实验数据及处理结果
组别
项目
1
2
3
4
5
6
加混凝剂的量（ml）
2.5
4.6
7
10.5
14
17.5
浊度（NTU）
75.25
12.45
7.7
6.05
4.4
6.05
PH值
4
5.6
7.17
8.4
9.2
10
加酸或碱的量（ml）
HCL0.55
HCL0.3
原水
NaOH0.1
NaOH0.22
NaOH0.74
浊度（NTU）
26.1
16.95
8.85
7.2
9.05
12.45
有图可知，当投加量为14ml时，浊度最低为最佳投加量
有图可知当ph=8.4时浊度最低，处理效果好，PH过大或过小都会抑制处理效果。
6、思考讨论题
1、根据实验观察及实验结果，简述影响混凝的几个因素？
答：
从实验结果和数据来看，影响混凝效果的因素主要有PH值、混凝剂的投加量，搅拌速度等。
南昌大学实验报告
学生姓名：
学 号：
专业班级：
实验类型：
√验证□综合□设计□创新 实验日期：
实验成绩：
实验二 过滤反冲洗实验
1、实验目的：
1.掌握清洁过滤时水头损失的计算方法和水头损失的变化规律
2.掌握反冲洗滤层的水头损失的计算方法
2、实验原理
快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂志，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。
要是想使过滤出水水质好，除了滤料组成须符合要求外，沉淀前或滤前头家混凝剂也是必不可少的。
当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。
少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也需进行冲洗。
冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。
清洁滤层水头损失计算公式《水质工程学》教材公式。
当滤速不高，清洁滤层中水流属层流时，水头损失与滤速成正比，二者成直线关系；当滤速较高时，计算结果偏低，即水头损失增长率超过滤速增长率。
当滤池的水头损失达到预定极限或水质恶化时，就需要进行反冲洗。
滤层的膨胀率对反冲洗效果影响大，对于给定的滤层，在一定水温下的滤层膨胀率决定于冲洗强度。
3、实验设备及用具
过滤装置一套（陶砾）、流量计两个、测压板一个。
4、实验步骤
1、将水箱灌满水，插上电源
2、清洁砂层过滤，水头损失实验开始，开启进水阀门，过滤阀门，测压板第一个和最后一个阀门，关闭反冲洗阀门。
3、调节流量计，改变其滤速并调节进水阀门，是的过滤柱内的水面保持不变，同时读出测压板两玻璃管的读数。
记录数据，重复此步骤5次。
4、关闭测压板上的两个阀门，进水阀门，将过滤柱中的水放干，用力拍过滤柱，是滤料分布均匀，量出滤层厚度。
5、关闭过滤阀门，开启反冲洗阀门，调节反冲洗流量计，改变其滤速，待滤料表面稳定后，读出滤层厚度，重复此步骤5次，记录数据。
5、实验数据与处理结果
过滤实验数据
测试次数
流量（ml/s）
滤速
实测水头损失
Q/W（cm/s）
36Q/W（m/h）
测压管水头（cm）
hb-ha
hb
ha
1
25
0.393174491
14.15428167
185.2
181.8
3.4
2
50
0.786348982
28.30856334
157.4
155.1
2.3
3
100
1.572697963
56.61712668
156.1
143.4
12.7
4
150
2.359046945
84.92569002
151.2
131.2
20
5
200
3.145395927
113.2342534
136.8
106.8
30
过滤反冲洗数据
测试次数
反冲洗量（ml/s）
膨胀砂层厚度（cm）
6、砂层膨胀度e=L-L0/L0（%）
砂层原始厚度（cm）
1
520
116.8
24.52025586
93.8
2
600
119
26.86567164
3
680
124.9
33.15565032
4
720
126.2
34.54157783
5
800
130.8
39.445629
有图可知，在过滤试验中，滤速越大水头损失也增大，二者成线性相关。
而在过滤与反冲洗试验中，冲洗量与砂层膨胀度也成线性关系。
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√验证□综合□设计□创新 实验日期：
实验成绩：
实验三 消毒实验
1、实验目的
氯消毒广泛应用于给水处理和污水处理。
由于不少水源受到不同程度的污染，水中含有一定浓度的氨氮，掌握折点加氯消毒的原理及其实验技术，对解决受污染水源的消毒问题很有必要。
目的：
1、掌握折点加氯消毒的实验技术
2、了解氯消毒的基本原理
3、掌握加氯量，需氯量的计算方法
2、实验原理
氯气和漂白粉加入水中后发生如下反应：
Cl2+H2O=HOCl+HCl （5-1）
2Ca（OCl）2+2H2O=2HOCl+Ca（OH）2+CaCl2 （5-2）
HOCl=H++OCl—（5-3）
次氯酸和次氯酸根均有消毒作用，但前者消毒效果较好，因细菌表面带负电，而HOCl是中性分子，可以扩散到细菌内部破坏细菌的酶系统，妨碍细菌的新陈代谢，导致细菌的死亡。
如果水中没有细菌、氨、有机物和还原性物质，则投加在水中的氯全部以自由氯形式存在，即余氯量=加氯量
由于水中存在有机物及相当数量的氨氮化合物，它们性质很不稳定，常发生化学反应逐渐转变为氨，氨在水中是游离状态或以铵盐形式存在。
加氯后，氯与氨必生成“化合性”氯，同样也起消毒作用。
根据水中氨的含量，pH值高低及加氯量多少、加氯量与剩余氯量的关系，将出现四个阶段，即四个区间。
第一区OA段：
表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，消毒效果不可靠。
第二区AH段：
加氯量增加后，水中有机物等被氧化殆尽，出现化合性余氯，反应式为：
NH3+HClO=NH2Cl+H2O （5-4）
NH2Cl+HClO=NHCl2+H2O （5-5）
若氨与氯全部生成NH2Cl则投加氯气用量是氨的4.2倍，水中pH<6.5时主要生成NHCl2。
第三区HB段：
投加的氯量不仅生成NHCl2、NCl3，同时还发生下列反应：
2NH2Cl+HOCl = N2 ↑ +3HCl+H2O （5-6）
结果使氨氮被氧化生成一些不起消毒作用的化合物，余氯逐渐减少最后到最低的折点B。
第四区BC段：
继续增加加氯量，水中开始出现自由性余氯。
加氯量超过折点时的加氯称为折点加氯
3、实验器材及设备
六联搅拌仪，次氯酸钠漂白粉试剂，余氯检测计，1g/L的氨氮溶液，移液管1ml、5ml、10ml各一支，1000ml量筒一个，小烧杯若干，缓冲剂药片若干。
4、实验步骤
1、去5ml漂白粉试剂，稀释四倍，用余氯计测其氯值，确定其浓度记录数据。
2、分别在六个大烧杯中加入1L的自来水，再分别加入1买了的氨氮溶液。
3、根据计算公式，计算实验所需的投氯量。
4、根据计算所得的投药量作为中间值，设置梯度实验六个，差值为1到2ml。
5、将每组所要添加的试剂方到相应的药剂管，六联搅拌仪设定时间为11min，启动搅拌仪
6、带仪器停止后，取样，测定其余氯值，记录数据绘图。
5、实验数据与处理结果
1
2
3
4
5
6
漂白粉投加量（ml）
25
27
28.8
29.8
30.8
32
加氯量（mg/L）
0.606
0.654
0.71
0.86
0.88
0.96
余氯量（mg/L）
0.68
0.87
0.698
0.722
0.745
0.755
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