综合实验室内空气质量监测治理报告.docx

1、综合实验室内空气质量监测治理报告废水监测治理综合实验任 务 书一、综合实验的目的与要求1掌握测试不同废水的色度、浊度、COD、电导、pH等水质指标的分析方法。2增强对污染物综合分析能力。3根据废水水质选择所用的混凝剂、吸附剂类型；根据实验结果计算出所选混凝剂、吸附剂对废水的去除效率。4对废水的进一步治理提出可行性治理方案。二、主要内容1根据高锰酸钾法测定废水的COD，利用pH酸度计，光电浊度计，色带，色度计分别测定pH值、浊度、色度，并预习实验内容，进行实验准备。2按照自己所取锅炉排污水、洗衣废水或其他废水的水质特点，自己设计实验方案。 3针对某一废水，实验比较后确定自己认为合适的处理流程。

2、确定每种处理流程最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他操作条件。给出治理结果。4处理结果达不到排放标准或回用标准的提出进一步治理方案。实验一废水监测治理实验实验名称： 废水监测治理实验 实验类型: 综合设计性实验学时： 32适用对象: 环境工程专业一、 实验目的 1、使学生通过监测电厂污水或工业废水，制定治理方案，并进行方案实施、数据处理及分析、总结、撰写报告这一过程，受到基础研究、应用基础研究以及实际工程技术方面的科学思维和科学实验训练。2、针对某一废水，实验比较后确定自己认为合适的处理流程。3、确定每种处理流程最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他操作条件。给出治理结果。二、实验要求 1、学生自己

3、去取锅炉排污水、洗衣废水或其他废水，学会测试不同废水的色度、浊度、COD、电导、pH等水质指标；2、根据废水水质选择所用的混凝剂、吸附剂类型；3、根据实验结果计算出所选混凝剂、吸附剂对废水的去除效率；4、根据实验结果计算出所选离子交换或臭氧氧化流程的去除效率；5、实验前先由学生自己设计实验方案，然后根据实际提供的实验设备与试剂调整自己的方案并执行，得出自己的结论。锻炼分析解决实际问题的能力。三、实验原理由于胶粒带电，将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜，水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。投加混凝剂能提供大量的正离子，可以压缩双电层，降低电位，

4、静电斥力减少，水化作用减弱；混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构，在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用，也有沉淀网捕作用。这样投加了混凝剂之后，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体后沉淀。活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个方面，一是由于活性炭内部分子在各个方向都受着同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力，这就是其他分子吸附于其表面上，此为物理吸附；另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用，此为化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。离子交换或臭氧氧化属于深度净化

5、，可以有效降低废水中的含盐量、COD、色度等。强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，可以用HCl，也可以用H2SO4。相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。再生浓度一般为2%4%，再生流速一般为5m/h左右。强碱OH交换树脂再生液浓度一般为1%3%，流速5m/h。GB121451999水汽质量标准规定一级复床出水水质为：电导率5S/cm。混床出水残留的含盐量在1.0mg/L以下，电导率在0.2S/cm以下，残留的SiO2在20g/L以下，pH值接近中性。四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）六联搅拌器，pH酸度计，光电浊度计，温度计1支，色度计1000ml烧杯6个，10

6、00ml量筒1个1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支200ml烧杯一个，吸耳球FeCl3、 Al2(SO4)3、FeSO4、 NaSiO310%的NAOH溶液和10%HCl溶液500ml各1瓶振荡器，离子交换拄，臭氧发生器，水浴锅，活性炭电厂污水或工业废水水样五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤预习部分：1、混凝沉淀的进水机理：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中有水样的影响：对不同水样，由子废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。还有水温的影响，其影响主要表现

7、在：a影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝影响很大，因其水解是吸热反应；b影响矾花地形成和质量。水温较低时，絮凝体型成缓慢，结构松散，颗粒细小；c水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。2、活性炭吸附的净水机理：活性炭具有较大的表面积(5001000米2/克)，有很强的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用具有选择性，利用活性炭吸附的选择性达到净水的目的。影响处理效果的主要因素：活性炭吸附剂的性

8、质、吸附质的性质、废水PH值、共存物质、温度、接触时间等。3、离子交换法净水机理：以圆球形树脂过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。影响处理效果的主要因素：离子交换树脂的种类、结构及理化性质、交换速度、交换选择性、漏穿容量、树脂的再生等。4、臭氧氧化处理工艺机理：利用强氧化剂氧化分解废水中污染物，以净化废水的方法。影响处理效果的主要因素：空气湿度、空气量、废水PH值、处理时间等。实验部分：（一） 水质指标测定水样浊度色度PH电导率（s/cm）温度原水14.721912127515出水1.7285.490315(二)COD的测定：水样不经稀释1、实验原理高锰酸钾指数是指在一定条件下，以

9、高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗 的氧量，以氧的mg/L来表示。水中部分有机物及还原性无机物均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸钾指数常作为水体受有机物污染程度的综合指标。水样加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，并在沸水浴中加热反应一定的时间。剩余的高锰酸钾加入过量草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出高锰酸盐指数。 2、仪器 水浴装置 250mL锥形瓶 50mL酸式滴定管3、试剂高锰酸钾溶液（C(1/5 KMnO4)=0.1mol/L）:称取3.2g高锰酸钾溶于1.2L水中，加热煮沸，使体积减少到约L，放置过夜，用G3玻璃砂芯漏斗过滤后，滤液储于棕色瓶中保存。高

10、锰酸钾溶液（C(1/5 KMnO4)=0.01mol/L）：吸取25mL上述高锰酸钾溶液，用水稀释至250mL，储于棕色瓶中。使用前进行标定，并调节至0.01mol/L准确浓度。1+3硫酸草酸钠标准溶液（C(1/2Na2C2O4)=0.1000mol/L）：称取0.6705g在105-110烘干一小时并冷却的草酸钠溶于水，移于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。草酸钠标准溶液（C(1/2Na2C2O4)=0.0100mol/L）：吸取10.00mL上述草酸钠溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至标线。4、实验步骤取100mL混匀水样（如高锰酸盐指数高于5mg/L，则酌量少取，并用水稀释至100

11、mL）于250mL锥形瓶中。加入5mL（1+3）硫酸，摇匀。加入10.00mL0.01mol/L高锰酸钾溶液，摇匀，立即放入沸水浴中加热30分钟（从水浴重新沸腾起计时）。沸水浴液面要高于反应溶液的液面。取下锥形瓶，趁热加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠标准溶液，摇匀，立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色，记录高锰酸钾溶液消耗量。高锰酸钾溶液浓度的标定：将上述已滴定完毕的溶液加热至70，准确加入10.00mL草酸钠标准溶液（0.0100mol/L）再用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色。记录高锰酸钾溶液的消耗量，按照下式求得高锰酸钾溶液的校正系数（K）：K=

12、式中：V高锰酸钾溶液消耗量（mL）。若水样经稀释时，应同时另取100mL水，同水样操作步骤进行空白实验。注意事项：在水浴加热完毕后，溶液仍应保持淡红色，如变浅或全部褪去，说明高锰酸钾的用量不够。此时，应将水样稀释倍数加大后再测定。在酸性条件下，草酸钠和高锰酸钾的反应温度应保持在60-80，所以滴定操作必须趁热进行，若溶液温度过低，需适当加热。实验数据及数据处理：高锰酸钾指数的测定数据：编号123消耗高锰酸钾体积10.9111.0210.73求高锰酸钾校正系数的数据：编号123消耗高锰酸钾体积10.1210.2310校正系数k=10/VK1=10/10.12=0.99K2=10/10.23=0.

13、98K3=10/10.00=1.00高锰酸钾指数（O2，mg/L）=式中 V滴定水样时高锰酸钾溶液消耗量，mlK校正系数 M高锰酸钾溶液浓度，mol/L高锰酸钾指数（O2，mg/L）=8.56mg/L高锰酸钾指数（O2，mg/L）=8.45mg/L高锰酸钾指数（O2，mg/L）=8.56mg/L所以平均高锰酸钾指数为（8.56+8.45+8.56）/3=8.52mg/L(三) 吸附原水碳砂比1：2碳砂比1：1碳砂比1：0色度21922820351浊度14.720.415.73.01吸附实验数据以及数据分析：由上述实验数据可知碳砂为1：0处理效果最好，所以活性炭的吸附效果较好，但是在做实验之前，

14、应该用干净水反复冲洗活性炭，以免活性炭表面的黑色碳粉进入到吸附后的水中，影响实验结果。(四) 总磷的测定1水样的预处理 采集的水样立即经0.45m微孔滤膜过滤，其滤液供可溶性正磷酸盐的测定。滤液经强氧化剂的氧化分解（硝酸硫酸消解法处理），测得可溶性总磷。取混合水样（包括悬浮物），也经强氧化剂分解，测得水中总磷含量。 （1）仪器： 可调温度的电炉或电热板。 125mL凯氏烧瓶。 （2）试剂： 硝酸（=1.40g/mL）。 （1+1）硫酸。 硫酸（1/2H2SO4）：1mol/L。 氢氧化钠溶液：1mol/L，6mol/L。 1%酚酞乙醇指示液。 （3）步骤：吸取25.0mL水样置于凯氏烧瓶中，加

15、数粒玻璃珠，加2mL（1+1）硫酸及25mL硝酸。在电热板上或可调电炉上加热至冒白烟，如液体尚未清澈透明，放冷后，加5mL硝酸，再加热至冒白烟，并获得透明液体。放冷后加约30mL水，加热煮沸约5min。放冷后，加1滴酚酞指示剂，滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加1mol/L硫酸溶液使微红正好褪去，充分混匀，移至50mL比色管中。如溶液浑浊，则用滤纸过滤，并用水洗凯氏瓶和滤纸，一并移入比色管中，稀释至标线，供分析用。同时做空白试验。2钼锑抗分光光度法 （1）方法原理。在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。在一定

16、浓度范围内，其色度与磷酸盐的浓度成正比，于700nm波长处测其吸光度，与标准系列比较，即可得所测样品中磷酸盐的浓度。 （2）干扰及消除。砷含量大于2mg/L有干扰，可用硫代硫酸钠除去。硫化物含量大于2mg/L有干扰，在酸性条件下通氮气可以除去。六价铬大于50mg/L有干扰，用亚硫酸钠除去。亚硝酸盐大于1mg/L有干扰，用氧化消解或加氨磺酸均可以除去。铁浓度为20mg/L，使结果偏低5%；铜浓度达10mg/L不干扰；氟化物小于70mg/L也不干扰。水中大多数常见离子对显色的影响可以忽略。 （3）方法的适用范围。本方法最低检出浓度为0.01mg/L（吸光度A=0.01时所对应的浓度）；测定上限为0

17、.6mg/L。可适用于测定地表水、生活污水及工业废水中的正磷酸盐分析。 （4）仪器：分光光度计。 （5）试剂： （1+1）硫酸。 10%抗坏血酸溶液：溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100mL。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中，在约4可稳定几周。如颜色变黄，则弃去重配。 钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵（(NH4)6Mo7O244H2O）于l00mL水中。溶解0.35g酒石酸锑氧钾（K(SbO)C4H4O61/2H2O）于100mL水中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300mL（1+1）硫酸中，加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。贮存在棕色的玻璃瓶中于约4保存。至少稳定两个月。 浊度色度补偿液：混合两份

18、体积的（1+1）硫酸和一份体积的10%抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。 磷酸盐贮备溶液：将优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）于110干燥2h，在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水，移入1000mL容量瓶中。加（1+1）硫酸5mL，用水稀释至标线。此溶液每毫升含50.0g磷（以P计）。 磷酸盐标准溶液：吸取10.00mL磷酸盐贮备液于250mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.00g磷。临用时现配。 （6）测定步骤： 1）校准曲线的绘制： 取数支50mL具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0mL，加水至50mL。 向比色管中加

19、入1mL 10%抗坏血酸溶液，混匀。30s后加2mL钼酸盐溶液充分混匀，放置15min。 用l0mm或30mm比色皿，于700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测定吸光度。 2）样品测定 分取适量经滤膜过滤或消解的水样（使含磷量不超过30g）加入50mL比色管中，用水稀释至标线。 按绘制校准曲线的、步骤进行显色和测定。减去空白试验的吸光度，并从校准曲线上查出含磷量。测定数据及数据处理：1、 总磷的测定数据画出标准曲线。磷标液ml (2.00g/ml）00.51351015含磷量g（x轴）0126102030吸光度（y轴）0.0040.0170.0230.0740.1250.2450.314绘制曲

20、线如下样品是二分之一水样加水得0.295，带入曲线方程的28.7g于是水中磷酸盐浓度：磷酸盐（mg/L）=m/V=28.7*2/50=1.15mg/L（五）混凝沉淀1、实验原理 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，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，从而达到颗粒的凝聚，最终沉淀从水中分离出来。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，

21、同时还取决于水的 pH 值、水流速度梯度等因素。2、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2.GDS-3 型 1台3光电式浊度仪pH3 型1台4酸度1台5磁力搅拌器1个6烧杯200mL1个7量筒1000mL各2支8. 移液管1、2.5、10mL9注射针筒、温度计、秒表、卷尺等。3、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

22、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)318H2O 浓度 10g/L2 三氯化铁 FeCl36H2O 浓度 10g/L3 聚合氯化铝A12(OH)mC16-m 浓度 10g/L4 化学纯盐酸 HCI 浓度 10%5 化学纯氢氧化钠 NaOH 浓度 10%（1）最佳投药量实验步骤 1、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。 2、确定形成矾花所

23、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14 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 16 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

24、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)，记入表中。（2）最佳 pH 值实验步骤 1、 6 个 1000mL 烧杯分别放入 1000mL 原水，置于实验搅拌机平台上。 2、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、整原水 pH 值， 用移液管依次向 1 号、 2号、

25、 3号装有水样的烧杯中分别加入 1.5、1.0、0.5mL 10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、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、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

26、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。注意事项：1、 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、 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。同时，各烧杯抽

27、吸的时间间隔尽量减小。实验数据及数据处理1、 最佳投药量数据编号12345610%FeCl3 滴数468101214浊度5.733.653.52.52.833.48色度14812410795104120注：一滴为0.05ml由图可知最佳投药量为10滴2、最佳PH数据编号123456pH35791011浊度6.264.263.632.484.495.94色度187158105104131153由此可是最佳pH为93、最佳搅拌速度搅拌速度（r/min）205080110140170剩余浊度（度）7.723.871.622.873.423.94由此可得最佳搅拌速度为80 r/min说明：由于在混凝沉

28、淀时没有添加助凝剂，导致最终混凝沉淀时间过长，且效果不佳。在实际应用中，应该加入聚丙烯酯胺等助凝剂，提高混凝效率且能更好地改善水质六、污水治理方案1、废水中磷的治理方案：磷去除的常用方法: 化学法、生物处理法；（1）化学法除磷是通过控制pH，使磷与Ca、Fe、Al等离子发生反应并沉淀，从而实现废水中除磷的目的。考虑到去除效率采用铁盐的混凝沉淀Fe2(SO4)3 + 3HCO3-Fe(OH)3+2SO42-+3CO2 Fe3+ + PO43-FePO4每1mol磷需要加铁（Fe3+) 1.53 mol，最佳pH为5.0。对磷含量为5mg/l左右的二级处理水，通过投加100200mg/l的氯化铁（

29、 FeCl3.6H2O)就可以得到90以上的磷去除率。（2）生物除磷：微生物摄取磷的机理比较复杂，不仅摄取构成微生物体本身及代谢所必须的磷，而且在某种特殊的条件下，在细胞内能积累相当过量的磷磷的过剩摄取。这是细菌及藻类等一类微生物所具有的特殊现象。考虑到二次污染小、操作费用低等特点采用厌氧好氧增强生物除磷：厌氧条件下聚磷微生物利用分解胞内聚磷（同时释放磷）产生的能量吸收废水中的有机物（主要是短链脂肪酸）并在胞内合成聚羟基丁酸；在随后的好氧条件下聚磷菌利用分解胞内聚羟基丁酸产生的能量吸收磷。在运行稳定的生物除磷系统中，微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量，通过排泥可达到除去污水中磷的目的。2、废水

30、中COD的治理方案：（1）物理法：是利用物理作用来分离废水中的悬浮物或乳浊物，可去除废水中的COD。常见的有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。 （2）化学法：是利用化学反应的作用来去除废水中的溶解物质或胶体物质,可去除废水中的COD。常见的有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等方法。 （3）物理化学法：是利用物理化学作用来去除废水中溶解物质或胶体物质。可去除废水中的COD。常见的有格栅、筛滤、离心、澄清、过滤、隔油等方法。 （4）生物处理法：是利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法、稳定塘与湿地处理等。3、废水中浊度的治理方案：