給水排水工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、給水排水工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)馮素敏 李偉 李貴霞 張磊 龐會(huì)從 編寫(xiě)給水排水工程系環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二oo八年七月目 錄實(shí)驗(yàn)一 雷諾實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二 有壓管沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)三 局部水頭損失實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)四 化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)五 水靜置沉淀實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)六 離子交換試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)19實(shí)驗(yàn)七 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)24實(shí)驗(yàn)八 臭氧氧化實(shí)驗(yàn)27實(shí)驗(yàn)九 活性污泥評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)30實(shí)驗(yàn)十 空氣擴(kuò)散系統(tǒng)中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)的測(cè)定34實(shí)驗(yàn)十一 厭氧消化實(shí)驗(yàn)37實(shí)驗(yàn)十二 水處理工藝路線(xiàn)研究41附錄一 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鉀法44附錄二 采用phs2型酸度計(jì)測(cè)定ph值47附錄三 六價(jià)鉻的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)比色法49附錄四 樹(shù)脂的預(yù)處理51附

2、錄五 色度測(cè)定方法53附錄六 揮發(fā)酚的測(cè)定56附錄七 臭氧濃度的測(cè)定60附錄八 溶解氧的測(cè)定方法（碘量法）62實(shí)驗(yàn)一 雷諾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1觀察液體在不同流動(dòng)狀態(tài)時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 2觀察流體的流動(dòng)狀態(tài)，由層流變紊流及紊流變層流的過(guò)渡過(guò)程； 3測(cè)定液體在圓管中流動(dòng)時(shí)的上、下臨界雷諾數(shù)re。二、實(shí)驗(yàn)原理 流體在管道中流動(dòng)，有兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)，阻力性質(zhì)也不同。如圖所示，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，保持水箱中的水位恒定， 即水頭h不變。如果管路中出口閥門(mén)開(kāi)啟較小，在管路中就有穩(wěn)定的平均流速v，開(kāi)啟紅色水閥門(mén)，這對(duì)紅色水與自來(lái)水同步在管路中沿軸線(xiàn)向前流動(dòng)，紅顏色水呈一條紅色直線(xiàn)，其流體質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有垂直于主流方

3、向的橫向運(yùn)動(dòng)，紅色直線(xiàn)沒(méi)有與周?chē)囊后w混雜，層次分明的在管路中流動(dòng)，流體在粘性力影響較大，慣性力影響較小的狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，為層流運(yùn)動(dòng)。如果將出口閥門(mén)逐漸開(kāi)大，管路中的紅色直線(xiàn)出現(xiàn)脈動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)還沒(méi)有出現(xiàn)相互交換的現(xiàn)象，流體的流動(dòng)呈臨界狀態(tài)。如果將出口閥門(mén)繼續(xù)開(kāi)大，出現(xiàn)流體質(zhì)點(diǎn)的橫向脈動(dòng)，使紅色線(xiàn)完全擴(kuò)散與自來(lái)水混合，此時(shí)流體的流動(dòng)狀態(tài)為紊流運(yùn)動(dòng)。 雷諾數(shù)re 根據(jù)連續(xù)方程：av=q v= 流量用體積法測(cè)出，即在t時(shí)間內(nèi)流入計(jì)量水箱中流體的體積v q= a= 式中：a管路的橫截面積 d管路直徑 1.水泵 2.儲(chǔ)水箱3.顏色水罐 4.恒水位水箱 5.針頭 6.實(shí)驗(yàn)水管 7.閥門(mén) 8.計(jì)量水箱圖1-1

4、雷諾實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要求1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募跋嚓P(guān)水力學(xué)原理，制定詳細(xì)、可行的實(shí)驗(yàn)方案；2、調(diào)整流速（流量），觀察流動(dòng)狀態(tài)的變化情況；記錄層流與紊流狀態(tài)數(shù)據(jù)各一組；3、測(cè)定上、下臨界雷諾數(shù)；記錄上臨界雷諾數(shù)一次，下臨界雷諾數(shù)兩次4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算表，要求保留完整的原始數(shù)據(jù)及相應(yīng)計(jì)算數(shù)據(jù)；四、討論1. 如果實(shí)驗(yàn)裝置不變，改為其它液體為介質(zhì)，則臨界雷諾數(shù)是否相同？為什么？2. 上、下臨界雷諾數(shù)是否相同？試分析其中原因。13實(shí)驗(yàn)二 有壓管沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定等斷面直管道中不同雷諾數(shù)時(shí)的沿程阻力系數(shù)；2熟悉液體在管道中流動(dòng)時(shí)的能量損失及其計(jì)算方法，并對(duì)能量損失有一個(gè)數(shù)量上

5、的概念。 二、實(shí)驗(yàn)原理沿程水頭損失是由于流體在等直管道中流動(dòng)中克服沿程阻力而引起的能量損失。根據(jù)達(dá)西公式，有壓管沿程水頭損失hf與管長(zhǎng)l和流速水頭v2/2g成正比，與管道直徑d成反比，即：三、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1、打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，接通水泵電源，排凈測(cè)壓管中的氣泡。2、逐漸開(kāi)大進(jìn)水閥門(mén)，水流穩(wěn)定時(shí)，讀測(cè)壓管的液注高和壓差值，并測(cè)定流量，計(jì)量時(shí)間（至少測(cè)6組數(shù)據(jù)）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入記錄表。3、實(shí)驗(yàn)完畢，切斷電源，打開(kāi)閥門(mén)，放空給水箱積水，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理儀器參數(shù)：水槽（長(zhǎng) cm、寬 cm）、水溫 、管徑 mm、管長(zhǎng) cm。表2-1 原始數(shù)據(jù)記錄表編號(hào)123456h1（cm）h2（cm）h（cm）

6、t（s）表2-2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算表編號(hào)123456h（cm）q（cm3/s）v（m/s）re五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、每次改變流量后要等測(cè)壓管水柱穩(wěn)定后方可測(cè)量數(shù)據(jù)，流量越小需等待的時(shí)間越長(zhǎng)。讀取測(cè)壓管數(shù)據(jù)時(shí)，視線(xiàn)要與測(cè)壓管液面的凹面水平相切，否則讀數(shù)有誤差，若測(cè)壓管內(nèi)液面有波動(dòng)，讀其平均值。2、調(diào)節(jié)出水閥門(mén)時(shí)宜輕開(kāi)輕關(guān)，以減少水流穩(wěn)定時(shí)間。實(shí)驗(yàn)三 局部水頭損失實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握有壓管路的局部阻力系數(shù)測(cè)定方法；2用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定三種局部管件（突然擴(kuò)大、突然縮小和閥門(mén)）局部水頭損失及局部阻力系數(shù)，并與理論值進(jìn)行分析比較。二、實(shí)驗(yàn)原理與裝置突然擴(kuò)大局部水頭損失是由于管道突然擴(kuò)大后，在斷面突變處水流脫離邊

7、壁，形成邊界層分離，在邊界層分離區(qū)域產(chǎn)生漩渦，改變了斷面流速和壓強(qiáng)分布，在漩渦區(qū)與主流的交界面上，質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量交換加劇，加大了水流內(nèi)部剪切摩擦以及動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而造成機(jī)械能的損失。局部阻力系數(shù)測(cè)定儀的主要部件為局部阻力實(shí)驗(yàn)管，它由細(xì)管和粗管組成一個(gè)突擴(kuò)和一個(gè)突縮組件，并在等直徑細(xì)管道的中間接入一個(gè)閥門(mén)組件。每個(gè)局部阻力組件的兩側(cè)有一定間距，均設(shè)有測(cè)壓孔，并用測(cè)壓導(dǎo)管與測(cè)壓板上相應(yīng)的測(cè)壓管相連接。當(dāng)流體流經(jīng)實(shí)驗(yàn)管路時(shí)，可以測(cè)出各測(cè)壓孔截面上測(cè)壓管的水柱高度及前后截面的水柱高度差h。實(shí)驗(yàn)時(shí)，還需要測(cè)定實(shí)驗(yàn)管路中流體的流量。由此可測(cè)出水流流經(jīng)個(gè)局部阻力組件式的水頭損失h,從而得出各局部阻力管件的局

8、部阻力系數(shù)，任何一種局部水頭損失都可以表示為局部阻力系數(shù)與流速水頭v2/2g乘積的形式，即：其通用計(jì)算公式為： 注：局部阻力系數(shù)計(jì)算時(shí)用的流速v除流經(jīng)突然擴(kuò)大斷面時(shí)可用組件前流速v1外，一般不加說(shuō)明的都是指組件后流速v2。此外，上述計(jì)算中都忽略了管路的沿程阻力損失。實(shí)驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖所示，利用水泵將出水箱中的水打入實(shí)驗(yàn)管路，利用進(jìn)水閥門(mén)和出水閥門(mén)調(diào)節(jié)和控制出水流量，管路末端設(shè)有回水水箱和計(jì)量水箱，計(jì)量流出體積和相應(yīng)出流時(shí)間，從而可算出流體的流速。三、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1、接通電源，啟動(dòng)水泵，慢慢打開(kāi)出水閥門(mén)，使水流經(jīng)實(shí)驗(yàn)管路。觀察和檢查管路系統(tǒng)和測(cè)壓管及其導(dǎo)管有無(wú)氣泡存在，盡可能利用實(shí)驗(yàn)管路上

9、的放氣閥門(mén)或其他措施排凈系統(tǒng)中的氣泡。2、調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門(mén)和出水閥門(mén)，使各組壓差達(dá)到測(cè)壓管可測(cè)量的最大高度（注意：應(yīng)防止測(cè)壓管中的水柱超過(guò)測(cè)壓管高度，以免測(cè)壓管溢流）。3、水流穩(wěn)定時(shí)，讀測(cè)壓管的液注高和壓差值，并測(cè)定流量，計(jì)量時(shí)間。4、調(diào)節(jié)出水閥門(mén)，適當(dāng)減小流量，測(cè)量在新的工作條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可作35個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)（各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的壓差值不宜太接近）。5、實(shí)驗(yàn)完畢，切斷電源，打開(kāi)閥門(mén)，放空給水箱積水，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 1.水泵 2.儲(chǔ)水箱3.恒水位水箱4.細(xì)管5.粗管 6.測(cè)壓管（板） 7.閥門(mén) 8.計(jì)量水箱圖3-1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1、將實(shí)驗(yàn)所得測(cè)試結(jié)果及實(shí)驗(yàn)裝置的必要技術(shù)數(shù)據(jù)計(jì)入表3-1。表3-

10、1編號(hào)h1h2h3h4h5w（升）t（s）123452、計(jì)算出前后截面的水柱高度差值及相應(yīng)的流量值填入表3-2。表3-2編號(hào)h12h23h34h56q（m3/s）備注123453、計(jì)算各局部阻力組件的阻力水頭損失和局部阻力系數(shù)，填入表3-3。表3-3編號(hào)突擴(kuò)突縮閥門(mén)備注hhh123454、將實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果和理論計(jì)算及參考資料的數(shù)據(jù)相比較，進(jìn)行分析和討論。實(shí)驗(yàn)四 化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆稚⒃谒械哪z體顆粒帶有電荷，同時(shí)在布朗運(yùn)動(dòng)及其表面水化作用下，長(zhǎng)期處于穩(wěn)定分散狀態(tài)，不能用自然沉淀方法去除。向這種水中投加混凝劑后，可以使分散顆粒相互結(jié)合聚集增大，從水中分離出來(lái)。由于各種廢水差別很大，混凝效果不

11、盡相同。混凝劑的混凝效果不僅取決于混凝劑投加量，同時(shí)還取決于水的ph、水流速度梯度等影響。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，希望達(dá)到以下目的：1、加深對(duì)混凝沉淀原理的理解；2、掌握化學(xué)混凝工藝最佳混凝劑的篩選方法；3、掌握化學(xué)混凝工藝最佳工藝條件的確定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)混凝的處理對(duì)象主要是廢水中的微小懸浮物和膠體物質(zhì)。根據(jù)膠體的特性，在廢水處理過(guò)程中通常采用投加電解質(zhì)、不同電荷的膠體或高分子等方法破壞膠體的穩(wěn)定性，然后通過(guò)沉淀分離，達(dá)到廢水凈化效果的目的。關(guān)于化學(xué)混凝的機(jī)理主要有以下四種解釋。1、壓縮雙電層機(jī)理當(dāng)兩個(gè)膠粒相互接近以至雙電層發(fā)生重疊時(shí)，就產(chǎn)生靜電斥力。加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力

12、將部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。由于擴(kuò)散層減薄，顆粒相撞時(shí)的距離減少，相互間的吸引力變大。顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為主變?yōu)橐砸橹?，顆粒就能相互凝聚。2、吸附電中和機(jī)理異號(hào)膠粒間相互吸引達(dá)到電中和而凝聚；大膠粒吸附許多小膠?；虍愄?hào)離子，電位降低，吸引力使同號(hào)膠粒相互靠近發(fā)生凝聚。 3、吸附架橋機(jī)理吸附架橋作用是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過(guò)活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的現(xiàn)象。4、沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理當(dāng)采用鋁鹽或鐵鹽等高價(jià)金屬鹽類(lèi)作凝聚劑時(shí)，當(dāng)投加量很大形成大量的金屬氫氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，水中的膠粒以這些沉淀為核

13、心產(chǎn)生沉淀。這基本上是一種機(jī)械作用。在混凝過(guò)程中，上述現(xiàn)象常不是單獨(dú)存在的，往往同時(shí)存在，只是在一定情況下以某種現(xiàn)象為主。三、實(shí)驗(yàn)材料及裝置 1、主要實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備（1）化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)裝置采用是六聯(lián)攪拌器，如圖4-1所示。圖4-1 化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)裝置（sc956實(shí)驗(yàn)攪拌機(jī)） （2）phs-2型精密酸度計(jì)；（3）cod測(cè)定裝置；（4）干燥箱；（5）分析天平。2、實(shí)驗(yàn)用水生活污水、造紙廢水、印染廢水等。3、實(shí)驗(yàn)藥品（1）混凝劑：聚合硫酸鐵（pfs）、聚合氯化鋁（pac）、聚合硫酸鐵鋁（pafs）、聚丙烯酰胺（pam）等；（2）助凝劑：石灰、消石灰、氫氧化鈉、聚丙烯酰胺等；（3）cod測(cè)試相關(guān)藥品。四、

14、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)分：混凝劑最佳投藥量確定、混凝最佳ph值確定、混凝劑篩選三部分。（一）混凝劑最佳投藥量的確定1、測(cè)定原水水質(zhì)（cod、ph、色度、溫度等），記入表4-2。2、設(shè)定攪拌時(shí)間和攪拌速度插上電源線(xiàn)，按動(dòng)“定時(shí)器1”和“定時(shí)器2”上的“+”、“-”鍵，調(diào)至所需攪拌時(shí)間。將“自動(dòng)-手動(dòng)”鍵扳至“自動(dòng)”、“雙速-沉淀”鍵扳至“雙速”。合上電源開(kāi)關(guān)，攪拌軸開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，速度表顯示“定時(shí)1”轉(zhuǎn)速，同時(shí)“定時(shí)1”開(kāi)始記時(shí)。調(diào)節(jié)“調(diào)速1”旋鈕，直至所需轉(zhuǎn)速。當(dāng)攪拌至“定時(shí)1”預(yù)置時(shí)間后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入“定時(shí)2”，調(diào)節(jié)“調(diào)速2”旋鈕至所需轉(zhuǎn)速。至“定時(shí)2”預(yù)置時(shí)間后，停止攪拌，攪拌軸自動(dòng)提起、停機(jī)。3、依次用量筒

15、取400ml水樣，倒入燒杯中，將燒杯置攪拌機(jī)平臺(tái)上，進(jìn)行預(yù)攪拌0.5min。4、用移液管分別稱(chēng)取混凝劑0.5、1、1.5、2、2.5、3ml，依次加入水樣燒杯中。5、攪拌：快速300轉(zhuǎn)/分2min；慢速60轉(zhuǎn)/分10min。攪拌過(guò)程中，觀察礬花形成的過(guò)程，記錄礬花形成的時(shí)間。攪拌結(jié)束后，攪拌軸自動(dòng)提機(jī)、停機(jī)。6、靜置沉降30分鐘。觀察并記錄礬花的大小、密實(shí)和沉降過(guò)程。7、取各燒杯水樣上清液進(jìn)行測(cè)定ph、色度和cod值（標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法），記錄數(shù)據(jù)（表4-2）。cod值、ph、和色度測(cè)定的方法分別見(jiàn)附錄一、二、五。8、繪制cod去除率-投藥量的關(guān)系曲線(xiàn)，初步確定藥量的范圍。9、由8的結(jié)果，進(jìn)一步設(shè)

16、定投藥量，重復(fù)步驟3-8，從而確定最佳投藥量mg/l。注：最佳投藥量是指使膠體體系脫穩(wěn)所需的投藥量，即設(shè)備處理效果（cod、色度等）最好時(shí)的投藥量。實(shí)際上，由于工廠產(chǎn)品品種和生產(chǎn)工藝的不同，且對(duì)出水水質(zhì)要求也不同，所以，最佳投藥量一般是指設(shè)備出水達(dá)到一定的水質(zhì)要求（國(guó)家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)或回用標(biāo)準(zhǔn)等）時(shí)的最小投藥量。表4-2 最佳投藥量實(shí)驗(yàn)記錄第 組 姓名 實(shí)驗(yàn)日期 原水溫度 色度 ph cod mg/l使用混凝劑的種類(lèi)、濃度 水樣編號(hào)123456混凝劑投加量mg/l礬花形成時(shí)間min絮體沉降快慢絮體密實(shí)程度處理后水質(zhì)色度ph值cod（mg/l）攪拌條件快速攪拌時(shí)間（分）轉(zhuǎn)速（r/min）中速慢速

17、沉降時(shí)間（分）（二）最佳ph值的確定1、 步驟同試驗(yàn)（一）中1、2。2、 取實(shí)驗(yàn)水樣400ml, 分別加入六只燒杯中，用6mol/l naoh或1：1鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph值分別為6、7、8、9、10、11，置于攪拌機(jī)的平臺(tái)上，進(jìn)行預(yù)攪拌0.5min。3、 按試驗(yàn)（一）中所確定的最佳投藥量，按最佳投藥量取定量的混凝劑加入試驗(yàn)水樣中進(jìn)行試驗(yàn)。4、 按（一）中的5、6、7步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表4-3。5、 繪制cod去除率-ph值的關(guān)系曲線(xiàn)，并確定最佳ph值。表4-3 最佳ph值實(shí)驗(yàn)記錄第 組 姓名 實(shí)驗(yàn)日期 原水溫度 色度 ph cod mg/l使用混凝劑的種類(lèi)和濃度 水樣編號(hào)123456hcl

18、投加量mlnaoh投加量ml實(shí)驗(yàn)水樣的ph值混凝劑投加量mg/l絮體沉降快慢處理水水質(zhì)色度ph值codmg/l攪拌條件快速攪拌時(shí)間（分）轉(zhuǎn)速r/min中速慢速沉降時(shí)間（分）（三）混凝劑的篩選對(duì)于混凝劑的選擇，首先根據(jù)廢水的水質(zhì)，對(duì)出水水質(zhì)的要求及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)資料，初步確定幾種混凝劑，按實(shí)驗(yàn)步驟（一）、（二）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定每種混凝劑的最佳投藥量和最佳ph值，據(jù)此進(jìn)行經(jīng)濟(jì)對(duì)比，從中選擇既經(jīng)濟(jì)處理效果又好的混凝劑。五、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果討論1、畫(huà)出相應(yīng)曲線(xiàn)（cod去除率曲線(xiàn)），并得出最佳混凝劑投藥量、最佳混凝ph值和最佳混凝劑。2、不同混凝劑對(duì)cod去除率的影響；3、混凝劑的投加量對(duì)cod去除率的影響；4

19、、ph值對(duì)cod去除率的影響；5、攪拌速度和攪拌時(shí)間對(duì)cod去除率的影響；6、混凝最佳工藝條件的確定。7、簡(jiǎn)述影響混凝效果的幾個(gè)主要因素。 六、思考題1、當(dāng)投藥量超過(guò)最佳投藥量后，混凝效果反而降低，分析其原因。2、cod測(cè)定時(shí)加入硫酸汞的原因。七、參考文獻(xiàn)1 嚴(yán)煦世，范瑾初給水工程（第四版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19992 許保玖，安鼎年給水處理理論與設(shè)計(jì)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19923 李圭白，張杰水質(zhì)工程學(xué)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005實(shí)驗(yàn)五 水靜置沉淀實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康某恋硎撬廴究刂朴靡匀コ须s質(zhì)的常用方法。沉淀有四種基本類(lèi)型：即自由沉淀、凝聚沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀。自由

20、沉淀用以去除低濃度的離散性顆粒，如沙礫、鐵屑等。這些雜質(zhì)顆粒的沉淀性能一般都要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)擬采用沉降柱實(shí)驗(yàn)，找出顆粒物去除率與沉降速度的關(guān)系。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，希望達(dá)到以下目的：1、掌握沉淀特性曲線(xiàn)的測(cè)定方法；2、了解固體通量分析過(guò)程；3、加深對(duì)沉淀的理解，為沉淀池的設(shè)計(jì)提供必要的設(shè)計(jì)參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理在含有分散性顆粒的廢水靜置沉淀過(guò)程中，設(shè)試驗(yàn)筒內(nèi)有效水深為h，通過(guò)不同的沉淀時(shí)間t，可求得不同的顆粒沉淀速度u，u=h/to對(duì)于指定的沉淀時(shí)間to，可求得顆粒沉淀速度uo。對(duì)于沉淀等于或大于uo的顆粒在to時(shí)可全都去除，而對(duì)于沉淀uuo的顆粒只有一部分去除，而且按u/uo的比例去除。h圖5-2

21、 顆粒物沉降速度累計(jì)頻率分配曲線(xiàn)圖5-1沉降柱設(shè)xo代表沉速u(mài)o的顆粒所占百分?jǐn)?shù)，于是在懸浮顆粒總數(shù)中，去除的百分?jǐn)?shù)可用1-xo表示。而具有沉速u(mài)uo的每種粒徑的顆粒去除的部分等于u/uo。因此考慮到各種顆粒粒徑時(shí)，這類(lèi)顆粒的出去百分?jǐn)?shù)為：總?cè)コ?（1-xo）+ 式中第二項(xiàng)可將沉淀分配曲線(xiàn)用圖解積分法確定，如上圖中的陰影部分。對(duì)于絮凝型懸浮物的靜置沉淀的去除率，不僅與沉淀速度有關(guān)，而且與深度有關(guān)。因此試驗(yàn)筒中的水深應(yīng)與池深相同。沉降柱的不同深度設(shè)有取樣口，在不同的選定時(shí)段，自不同深度取水樣，測(cè)定這部分水樣中的顆粒濃度，并用以計(jì)算沉淀物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)。在橫坐標(biāo)為沉淀時(shí)間、縱坐標(biāo)為深度的圖上繪出等濃

22、度曲線(xiàn)，為了確定一特定池中懸浮物的總?cè)コ?，可以采用與分散性顆粒相似的近似法求得。上述是一般廢水靜置沉淀試驗(yàn)方法。這種方法的實(shí)驗(yàn)工作量相當(dāng)大，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)上述方法進(jìn)行了改進(jìn)。沉淀開(kāi)始時(shí)，可以認(rèn)為懸浮物在水中的分布是均勻的。可是隨著沉淀歷時(shí)的增加，懸浮物在沉降柱內(nèi)的分布變?yōu)椴痪鶆虻摹?yán)格地說(shuō)經(jīng)過(guò)沉淀時(shí)間t后，應(yīng)將沉降柱內(nèi)有效水深h的全部水樣取出，測(cè)出其懸浮物含量，來(lái)計(jì)算出t時(shí)間內(nèi)的沉淀效率。但是這樣工作量太大，而且每個(gè)試驗(yàn)筒內(nèi)只能求一個(gè)沉淀時(shí)間的沉淀效率。為了克服上述弊端，又考慮到試驗(yàn)筒內(nèi)懸浮物濃度沿水深的變化，所以我們提出的實(shí)驗(yàn)方法是將取樣口裝在沉降柱h/2處。近似地認(rèn)為該處水的懸浮物濃度

23、代表整個(gè)有效水深懸浮物的平均濃度。我們認(rèn)為這樣做在工程上的誤差是允許的，而試驗(yàn)及測(cè)定工作量可大為簡(jiǎn)化，在一個(gè)沉降柱內(nèi)就可多次取樣，完成沉淀曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)用水生活污水、造紙、高爐煤氣洗滌等工業(yè)廢水或粘土配水。四、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1、沉降柱（見(jiàn)圖5-3）：直徑200mm，工作有效水深1500mm。2、真空抽濾裝置或過(guò)濾裝置。3、懸浮物定量分析所需設(shè)備，包括分析天平，帶蓋稱(chēng)量瓶，干燥器，烘箱等。4、快速測(cè)定濁度儀（wgz-1型）。圖5-3 水靜沉實(shí)驗(yàn)裝置五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將水樣倒入攪拌桶中，用泵循環(huán)攪拌約5min，使水樣中懸浮物分布均勻。2、用泵將水樣輸入沉淀試驗(yàn)筒，在輸入過(guò)程中，從筒中取樣三

24、次，每次約50ml（取樣后要準(zhǔn)確記下水樣體積）。此水樣的懸浮物濃度即為實(shí)驗(yàn)水樣的原始濃度co。3、當(dāng)廢水升到溢流口，溢流管流出水后，關(guān)緊沉淀試驗(yàn)筒底部的閥門(mén)，停泵，記下沉淀開(kāi)始時(shí)間。4、觀察靜置沉淀現(xiàn)象。5、隔5、10、20、30、45、60、90min，從試驗(yàn)筒中部取樣二次，每次約50毫升左右（準(zhǔn)確記下水樣體積）。取水樣前要先排出取樣管中的積水約10ml左右，取水樣后測(cè)量工作水深的變化。6、將每一種沉淀時(shí)間的兩個(gè)水樣作平行試驗(yàn)，用濾紙抽濾（濾紙應(yīng)當(dāng)是已在烘箱內(nèi)烘干后稱(chēng)量過(guò)的），過(guò)濾后，再把濾紙放入已準(zhǔn)確稱(chēng)量的帶蓋稱(chēng)量瓶?jī)?nèi)，在105-110烘箱內(nèi)烘干后稱(chēng)量濾紙的增量即為水樣中懸浮物的重量。注：

25、如采用濁度儀測(cè)定溶液濁度來(lái)代替懸浮物濃度的確定的話(huà)，則將每一種沉淀時(shí)間的兩個(gè)水樣作平行試驗(yàn)，用濁度儀測(cè)定濁度n，并數(shù)據(jù)記錄（表5-1）。7、計(jì)算不同沉淀時(shí)間t的水樣中的懸浮物濃度c，沉淀效率e，以及相應(yīng)的顆粒沉速u(mài)，畫(huà)出e-t和e-u 的關(guān)系曲線(xiàn)。注：采用濁度儀時(shí)，計(jì)算不同沉淀時(shí)間t的水樣中的濁度n，沉淀效率e，以及相應(yīng)的顆粒沉速u(mài)，畫(huà)出e-t和e-u的關(guān)系曲線(xiàn)。數(shù)據(jù)處理：（1）懸浮物的濃度 c（mg/l）=100（2）沉降效率 e = 100%（3）沉降速度 u = 六、實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：觀察沉降界面的變化。2數(shù)據(jù)記錄與處理表5-1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)靜沉?xí)r間(min)0510203045

26、6090濁度計(jì)讀數(shù)(ntu)水樣濁度(ntu)顆粒沉速(cm/min)沉淀效率e注：（1）沉降效率： （2）沉降速度：3作沉淀曲線(xiàn)e-t線(xiàn)，e-u線(xiàn)七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2、分析實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果；3、分析不同工作水深時(shí)的沉淀曲線(xiàn)，如應(yīng)用到實(shí)際沉淀池的設(shè)計(jì)時(shí)，需注意什么問(wèn)題？3本實(shí)驗(yàn)中采用濁度測(cè)定來(lái)代替懸浮物濃度的測(cè)定，濁度是否能夠完全表征懸浮物濃度？請(qǐng)回答濁度與懸浮物濃度的區(qū)別與聯(lián)系。八、參考文獻(xiàn)1 嚴(yán)煦世，范瑾初給水工程（第四版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19992 許保玖，安鼎年給水處理理論與設(shè)計(jì)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19923 李圭白，張杰水質(zhì)工程學(xué)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20054張自杰

27、，顧夏聲等排水工程（第四版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，200063實(shí)驗(yàn)六 離子交換試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾x子交換法是處理電子、醫(yī)藥、化工等工業(yè)用水和處理有害金屬離子的廢水、回收廢水中貴金屬的普遍方法。它可以去除或交換水中溶解的無(wú)機(jī)鹽、去除水中的硬度、堿度以及制度無(wú)離子水。在應(yīng)用離子交換法進(jìn)行水處理時(shí)，需要根據(jù)離子交換樹(shù)脂的性能設(shè)計(jì)離子交換設(shè)備，決定交換設(shè)備的運(yùn)行周期和再生處理。這既有理論計(jì)算問(wèn)題，又有實(shí)驗(yàn)操作問(wèn)題。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，希望達(dá)到以下目的：1、掌握六價(jià)鉻離子的測(cè)定方法；2、離子交換容量的分析與計(jì)算；3、交換帶的移動(dòng)過(guò)程；4、掌握穿透曲線(xiàn)和再生曲線(xiàn)的繪制技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理離子交換以往主要引用于

28、水的軟化和脫鹽，隨著離子交換樹(shù)脂品種的增多和實(shí)用技術(shù)的發(fā)展，離子交換在回收有用物質(zhì)和處理工業(yè)廢水中有害物質(zhì)諸方面也得到了日益廣泛的應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些定型處理設(shè)備，為使用離子交換法處理工業(yè)廢水提供了許多好的經(jīng)驗(yàn)。離子交換反應(yīng)是在兩相中進(jìn)行的，它服從當(dāng)量定律和質(zhì)量作用定律，并且是可逆反應(yīng)。離子交換法就是基于等當(dāng)量交換和可逆反應(yīng)進(jìn)行交換和再生。陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在交換過(guò)程中的反應(yīng)為：陰、陽(yáng)離子在再生過(guò)程中的反應(yīng)為：樹(shù)脂的交換容量用來(lái)定量地表示樹(shù)脂交換能力的大小，是樹(shù)脂的重要性能指標(biāo)。樹(shù)脂的總交換容量一般用滴定法測(cè)定。工作交換容量只有總交換容量的6070%，它受樹(shù)脂的再生程度，進(jìn)水中離子的種類(lèi)和濃度

29、、交換終點(diǎn)的控制、樹(shù)脂層高度及水流速等因素影響。當(dāng)含一定濃度離子的原水自上而下地通過(guò)樹(shù)脂層時(shí)，水中的例子首先和樹(shù)脂表層進(jìn)行交換，一旦該層飽和后，就不起交換作用了，交換層就轉(zhuǎn)移到下一層樹(shù)脂，這是樹(shù)脂層就分為飽和區(qū)、交換區(qū)（交換帶）和未交換區(qū)。在樹(shù)脂層工作過(guò)程的每一瞬間，只有交換層起作用。隨著交換帶向下推移，為交換區(qū)逐漸被壓縮直至泄漏。樹(shù)脂層飽和后，需用酸、堿再生劑再生后才能恢復(fù)交換能力，樹(shù)脂的再生效果與再生方式、再生劑的種類(lèi)、濃度以及再生液流速等因素有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)裝置及材料1、離子交換實(shí)驗(yàn)裝置圖6-1 離子交換實(shí)驗(yàn)裝置廢水池；去離子水池；再生劑池；離子交換柱；收集筒2、722分光光度計(jì)；3、酸度

30、計(jì)；4、電導(dǎo)儀；5、容量瓶；6、陰離子交換樹(shù)脂（717#）；7、實(shí)驗(yàn)用水：用重鉻酸鉀配制的模擬廢水；8、六價(jià)鉻測(cè)定方法及樹(shù)脂預(yù)處理方法見(jiàn)附錄三、四。五、實(shí)驗(yàn)步驟（一）穿透曲線(xiàn)的繪制1、按實(shí)驗(yàn)工藝流程圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置；2、把與處理好的一定重量的陰離子交換樹(shù)脂（717#）轉(zhuǎn)入交換柱，脂層高度為0.1m左右，計(jì)算離子樹(shù)脂的體積；3、測(cè)定原水中cr6+的濃度，記錄入表6-1；表6-1 原水水質(zhì)及實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)記錄原水cr6+濃度（mg/l）交換柱內(nèi)徑（mm）樹(shù)脂層高度（mm）樹(shù)脂名稱(chēng)及型號(hào)4、把含鉻廢水注入廢水池；5、打開(kāi)進(jìn)水閥，用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制廢水流量，使廢水以2060ml/min的流速通過(guò)樹(shù)脂層，用量

31、筒計(jì)算出水體積。每收集0.05l出水，取樣測(cè)定cr6+的濃度。當(dāng)交換帶前沿就近出水口時(shí)，可改為每收集0.01l或更少的出水體積，測(cè)定一次cr6+濃度；所得數(shù)據(jù)填入表5-2。表5-2 實(shí)驗(yàn)記錄序號(hào)取樣體積（ml）運(yùn)行時(shí)間（min）稀釋倍數(shù)分光光度計(jì)讀數(shù)出水濃度cr6+（mg/l）126、繪制穿透曲線(xiàn)（cr6+的泄漏量出水體積）；并計(jì)算當(dāng)cr6+的泄漏量為0.5mg/l時(shí)的工作交換容量。7、改變廢水的濾速，重復(fù)上述步驟；8、根據(jù)所得的數(shù)據(jù)，繪制當(dāng)六價(jià)鉻的泄漏量為0.5mg/l時(shí)的濾速出水體積的關(guān)系曲線(xiàn)。（二）再生效率曲線(xiàn)的繪制1、用去離子水反沖樹(shù)脂層，將樹(shù)脂層中殘留的含鉻廢水頂回廢水池，直至出水無(wú)

32、色為止。2、正向接通去離子水，調(diào)節(jié)出水閥使濾速為12 l/(l樹(shù)脂h)，拆除去離子線(xiàn)，使交換柱內(nèi)液面降至樹(shù)脂層頂部下一厘米處，接通再生液線(xiàn)，使10%的naoh流入交換柱，注意觀察出水的顏色變化，一旦出現(xiàn)黃色，立即用50ml量筒收集之。當(dāng)再生液為0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0倍樹(shù)脂體積時(shí)，測(cè)定再生液中cr6+的濃度。3、再生結(jié)束后，停止進(jìn)堿，把交換柱內(nèi)的堿全部排空收集之。4、正洗樹(shù)脂用水量：強(qiáng)堿陰樹(shù)脂45倍樹(shù)脂體積，時(shí)間1520min。弱堿陰樹(shù)脂67倍樹(shù)脂體積，時(shí)間2030min，正洗水帶黃色部分收集于廢水池。5、反沖：以1

33、030倍流速逆流反向進(jìn)水，反沖樹(shù)脂層，反沖水量：強(qiáng)堿陰樹(shù)脂1倍樹(shù)脂體積，時(shí)間35min。弱堿陰樹(shù)脂2倍樹(shù)脂體積，時(shí)間510min。6、落床待用。7、繪制再生效率曲線(xiàn)，即再生效率與再生劑用量（樹(shù)脂體積的倍數(shù)）之間的關(guān)系曲線(xiàn)。六、試驗(yàn)結(jié)果1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中吸附帶的移動(dòng)規(guī)律。2、繪制穿透曲線(xiàn)：按照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制離子交穿透曲線(xiàn)（cr6+的濃度出水體積曲線(xiàn)）。3、繪制再生效率曲線(xiàn)，即再生效率與再生劑用量（樹(shù)脂體積的倍數(shù)）之間的關(guān)系曲線(xiàn)。4、穿透曲線(xiàn)、再生效率曲線(xiàn)表現(xiàn)了什么結(jié)果？七、問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)將含六價(jià)鉻的廢水、廢液貯存于指定的廢水槽中，禁止隨意傾倒。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后調(diào)節(jié)廢水ph=34，加入

34、定量的鐵屑，攪拌，直到廢水呈無(wú)色，再加naoh至ph=89，沉淀靜置。為什么？八、參考文獻(xiàn)1 嚴(yán)煦世，范瑾初給水工程（第四版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19992 許保玖，安鼎年給水處理理論與設(shè)計(jì)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19923 李圭白，張杰水質(zhì)工程學(xué)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20054張自杰，顧夏聲等排水工程（第四版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000實(shí)驗(yàn)七 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谒幚砉こ讨校?液分離是一種很重要的，常用的物理方法。氣浮法是固液分離的方法之一，它常被用來(lái)分離密度小于或接近于水、難以用重力自然沉降法去除的懸浮顆粒。氣浮法廣泛應(yīng)用于分離水中的細(xì)小懸浮物、藻類(lèi)及微絮

35、體；回收造紙廢水的紙漿纖維；分離回收廢水中的浮油和乳化油等。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的：1、了解壓力溶氣氣浮法處理廢水的工藝流程；2、了解溶氣水回流比對(duì)處理效果的影響；3、掌握色度的測(cè)定方法。二、氣浮原理氣浮法是進(jìn)行固液分離的方法之一。該法是在水中通入空氣，產(chǎn)生微細(xì)泡（有時(shí)還需要同時(shí)加入混凝劑），使水中細(xì)小的懸浮物黏附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，再用刮渣機(jī)收集。這樣，廢水中的懸浮物質(zhì)得到了去除，同時(shí)凈化了水質(zhì)。氣浮分為射流氣浮、葉輪氣浮和壓力溶氣氣浮。氣浮法主要用于洗煤廢水、含油廢水、造紙和食品等廢水的處理。三、實(shí)驗(yàn)水樣自配模擬水樣。四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工藝流程實(shí)驗(yàn)設(shè)備見(jiàn)圖7-1。五 實(shí)驗(yàn)步

36、驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)工藝流程。2、將廢水用6mol/l的naoh溶液調(diào)至ph=89，在500ml的量筒內(nèi)分別加入廢水200、250、300、350、400ml。3、啟動(dòng)廢水泵，將混凝池和氣浮池注滿(mǎn)水。圖7-1 壓力溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)工藝流程圖4、啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，待氣泵內(nèi)有一定壓力時(shí)開(kāi)啟清水泵，同時(shí)向加壓溶氣罐內(nèi)注水、進(jìn)氣，打開(kāi)溶氣罐的出水閥。5、迅速調(diào)節(jié)進(jìn)水量使溶氣罐內(nèi)的水位保持在液位計(jì)的2/3處，壓力為0.30.4mpa。如進(jìn)氣量過(guò)大，液位不能穩(wěn)定，可適當(dāng)打開(kāi)溶氣罐的放水閥(或關(guān)閉進(jìn)氣閥，采取間歇進(jìn)氣)，使液位基本保持穩(wěn)定，直到釋放器釋放出含有大量微氣泡的乳白色的溶氣水。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。6、向各水樣加入混

37、凝劑，使其濃度為250 350mg/l，并攪拌均勻。7、從溶氣罐取樣口向各水樣中注人溶氣水，使最終體積為500ml。靜置2030min，取樣測(cè)定色度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表7-1。表7-1 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄廢水體積ml0200250300350400450備注溶氣水體積ml回流比氣浮時(shí)間min色度原水出水色度去除率%8 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制色度去除率與回流比之間的關(guān)系曲線(xiàn)。六、測(cè)定方法色度測(cè)定方法采用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法或稀釋倍數(shù)法見(jiàn)附錄四。七、參考文獻(xiàn)1 張自杰，顧夏聲，等排水工程(下冊(cè))m北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996520-5382 高廷耀，顧國(guó)維，等水污染控制工程（下冊(cè)）m北京：高等教育出版

38、社，199944-573 李圭白，張杰水質(zhì)工程學(xué)m北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005122-125實(shí)驗(yàn)八 臭氧氧化實(shí)驗(yàn) 臭氧是氧的同素異構(gòu)體，具有很很強(qiáng)的氧化性，不僅能容易地氧化廢水中的不飽和有機(jī)物，而且還能使芳香族化合物開(kāi)環(huán)和部分氧化，提高廢水的可生化性，降低廢水的色度。 臭氧極不穩(wěn)定，在常溫下分解為氧。用臭氧處理廢水的最大優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生二次污染，且能增加水中的溶解氧，臭氧通常用于水體的消毒、廢水脫色及深度處理中。 工業(yè)上，一般采用無(wú)聲放電制取臭氧，原料為空氣，廉價(jià)易得。因此利用臭氧處理水和廢水具有廣闊的前景。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解臭氧發(fā)生器的構(gòu)造、原理和使用方法。 2、通過(guò)對(duì)印染廢水的處理，

39、了解臭氧對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行脫色處理的基本過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)工藝流程及設(shè)備：三、實(shí)驗(yàn)水樣 印染廢水四、實(shí)驗(yàn)步聚 1、熟悉實(shí)驗(yàn)工藝裝置流程。 2、打開(kāi)水箱出水閥，啟動(dòng)水泵，水泵工作，用轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制一定的流量，將印染廢水吸入水泵，然后打開(kāi)系統(tǒng)氣路球閥。3、先后打開(kāi)制氧機(jī)電源開(kāi)關(guān)與臭氧發(fā)生器電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)使供氧量符合要求，設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行。 4、當(dāng)通入的氧氣的時(shí)間為0、4、8、12、16、20、24、28min時(shí)，相應(yīng)地從混合罐取樣口取樣100ml（取樣前應(yīng)排除取樣管中的積液）測(cè)定色度，同時(shí)取樣測(cè)定水中臭氧的濃度。 5、運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)掉臭氧電源開(kāi)關(guān)及制氧機(jī)開(kāi)關(guān)，然后關(guān)閉氣路球閥，再將水泵關(guān)閉，系統(tǒng)停

40、止工作，關(guān)閉系統(tǒng)水路閥門(mén)。 6、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表氧化時(shí)間(min)0481216202428通入氧氣體積（l）出水的色度 （倍）色度的去除率 臭氧的濃度 mg/l尾氣中臭氧的濃度 mg/l臭氧的利用率 臭氧的投加量 mg 7、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制廢水色度的去除率臭氧投加量的工作曲線(xiàn)。 8、繪制臭氧利用率臭氧投加量的工作曲線(xiàn)。 9、根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，對(duì)臭氧脫色工藝作出分析。五、測(cè)定方法色度測(cè)定方法采用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法或稀釋倍數(shù)法見(jiàn)附錄五。六、參考文獻(xiàn)1 張自杰，顧夏聲，等排水工程(下冊(cè))m北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996494-5062 李圭白，張杰水質(zhì)工程學(xué)m北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20052

41、15-223實(shí)驗(yàn)九 活性污泥評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)臉目的在廢水生物處理中，活性污泥法是很重要的一種處理方法，也是城市污水處理廠最廣泛使用的方法?；钚晕勰喾ㄊ侵冈谌斯す┭醯臈l件下，通過(guò)懸浮在曝氣池中的活性污泥與廢水的接觸，以去除廢水中有機(jī)物或某種特定物質(zhì)的處理方法。在這里，活性污泥是廢水凈化的主體。所謂活性污泥，是指充滿(mǎn)了大量微生物及有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的絮狀泥粒。它具有很大的表面積和強(qiáng)烈的吸附和氧化能力，沉降性能良好?；钚晕勰嗌L(zhǎng)的好壞，與其所處的環(huán)境因素有關(guān)，而活性污泥性能的好壞，又直接關(guān)系到廢水中污染物的去除效果。為此，水質(zhì)凈化廠的工作人員經(jīng)常要通過(guò)觀察和測(cè)定活性污泥的組成和絮凝、沉降性能，以便及時(shí)

42、了解曝氣池中活性污泥的工作狀況，從而預(yù)測(cè)處理出水的好壞。本實(shí)驗(yàn)的目的：1、了解評(píng)價(jià)活性污泥性能的四項(xiàng)指標(biāo)及其相互關(guān)系；2、掌握sv、svi、mlss、mlvss的測(cè)定和計(jì)算方法。二、實(shí)臉原理活性污泥的評(píng)價(jià)指標(biāo)一般有生物相、混合液懸浮固體濃度（mlss）、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mlvss)污泥沉降比（sv,污泥體積指數(shù)（svi)和污泥令（c）等?；旌弦簯腋」腆w濃度（mlss)又稱(chēng)混合液污泥濃度。它表示曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含活性污泥固體物的總質(zhì)量，由活性細(xì)胞（ma），內(nèi)源呼吸殘留的不可生物降解的有機(jī)物（me）、人流水中生物不可降解的有機(jī)物（mi）和入流水中的無(wú)機(jī)物（mii）4部分組成?；旌?/p>

43、液揮發(fā)性懸浮固體濃度（mlvss）表示混合液活性污泥中有機(jī)性固體物質(zhì)部分的濃度，即由mlss中的前三項(xiàng)組成。活性污泥凈化廢水靠的是活性細(xì)胞（ma），當(dāng)mlss一定時(shí)，ma越高，表明污泥的活性越好，反之越差。mlvss不包括無(wú)機(jī)部分（mii），所以用其來(lái)表示活性污泥的活性數(shù)量上比mlss為好，但它還不真正代表活性污泥微生物（ma）的量。這兩項(xiàng)指標(biāo)雖然在代表混合液生物量方面不夠精確，但測(cè)定方法簡(jiǎn)單易行，也能夠在一定程度上表示相對(duì)的生物量，因此廣泛用于活性污泥處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行。對(duì)于生活污水和以生活污水為主體的城市污水，mlvss與mlss的比值在0.75左右。性能良好的活性污泥，除了具有去除有機(jī)

44、物的能力以外，還應(yīng)有好的絮凝沉降性能。這是發(fā)育正常的活性污泥所應(yīng)具有的特性之一，也是二沉池正常工作的前提和出水達(dá)標(biāo)的保證?；钚晕勰嗟男跄两敌阅埽捎梦勰喑两当龋╯v）和污泥體積指數(shù)（svi)這兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)加以評(píng)價(jià)。污泥沉降比是指曝氣池混合液在100 ml筒中沉淀30 min，污泥體積與混合液體積之比，用百分?jǐn)?shù)（%）表示?；钚晕勰嗷旌弦航?jīng)30 min沉淀后，沉淀污泥可接近最大密度，因此可用30 min作為測(cè)定污泥沉降性能的依據(jù)。一般生活污水和城市污水的sv為15%-30%。污泥體積指數(shù)是指曝氣池混合液經(jīng)30 min沉旋后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容積，以ml計(jì)，即ml/g，但習(xí)慣上把單

45、位略去。svi的計(jì)算式為svi= 在一定的污泥量下，svi反映了活性污泥的凝聚沉淀性能。如svi較高，表示sv較大，污泥沉降性能較差；如svi較小，污泥顆粒密實(shí)，污泥老化，沉降性能好。但如svi過(guò)低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)svi 200時(shí)，沉降性能較差，污泥易膨脹。一般城市污水的svi在100左右。三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備1、曝氣池（圖5-34)：1套； 2、電子分析天平；1臺(tái)。 3、烘箱：1臺(tái)；4、馬福爐：1臺(tái)；5、量筒：100 ml，1只；6、三角燒瓶：250 ml，1只；7、短柄漏斗：1只；8、稱(chēng)量瓶：40x70 mm，1只；9、瓷坩堝：30 ml，1只；10、干燥

46、器：1臺(tái)。圖9-1 曝氣設(shè)備充氧能力實(shí)驗(yàn)裝置1模型曝氣池；2泵型葉輪；3電動(dòng)機(jī)； 4電動(dòng)機(jī)支架；5溶解氧儀；6溶解氧探頭；7穩(wěn)壓電源；8廣口瓶；9電磁攪拌器四、實(shí)驗(yàn)步驟1、將12.5 cm的定量中速濾紙折好并放人已編號(hào)的稱(chēng)量瓶中，在103105的烘箱中烘2h，取出稱(chēng)量瓶，放人干燥器中冷卻30 min，在電子天平上稱(chēng)重，記下稱(chēng)量瓶編號(hào)和質(zhì)量m1（g）；2、將已編號(hào)的瓷坩堝放入馬福爐中，在600溫度下灼燒30 min，取出瓷坩堝，放人干燥器中冷卻30 min，在電子天平上稱(chēng)重，記下坩堝編號(hào)和質(zhì)量m2(g)；3、用100 ml量筒量取曝氣池混合液100 ml（v1），靜止沉淀30 min，觀察活性污

47、泥在量筒中的沉降現(xiàn)象，到時(shí)記錄下沉淀污泥的體積v2（ml )；4、從已知編號(hào)和稱(chēng)重的稱(chēng)量瓶中取出濾紙，放置到已插在250 ml三角燒瓶上的玻璃漏斗中，取100 ml曝氣池混合液慢慢倒入漏斗過(guò)濾；5、將過(guò)濾后的污泥連濾紙放人原稱(chēng)量瓶中，在103-105的烘箱中烘2h，取出稱(chēng)量瓶，放人干燥器中冷卻30 min，在電子天平上稱(chēng)重，記下稱(chēng)量瓶編號(hào)和質(zhì)量m3（g）；6、取出稱(chēng)量瓶中已烘干的污泥和濾紙，放人已編號(hào)和稱(chēng)重的瓷坩堝中，在600溫度下灼燒30 min，取出瓷坩堝，放人干燥器中冷卻30 min，在電子天平上稱(chēng)重，記下瓷坩堝編號(hào)和質(zhì)量m4（g）。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：參考表1記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

48、。表1 活性污泥評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)記錄表實(shí)驗(yàn)日期：_稱(chēng)量瓶質(zhì)量/g瓷坩堝質(zhì)量/g揮發(fā)分質(zhì)量/g編號(hào)m1m3m3-m1編號(hào)m2m4m4-m2(m3-m1)-(m4-m2)2、污泥沉降比計(jì)算：sv=3、混合液懸浮固體濃度計(jì)算：mlss(g/l)= 4、污泥體積指數(shù)計(jì)算：svi= 5、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度計(jì)算：svi= 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1、測(cè)污泥沉降比時(shí)，為什么要規(guī)定靜止沉淀30min？2、污泥體積指數(shù)svi的倒數(shù)表示什么？為什么可以這么說(shuō)？3、當(dāng)曝氣池中mlss一定時(shí)，如發(fā)現(xiàn)svi大于200，應(yīng)采用什么措施？為什么？4、對(duì)于城市污水來(lái)說(shuō)，svi大于200或小于50各說(shuō)明什么問(wèn)題？實(shí)驗(yàn)十 空氣擴(kuò)散系

49、統(tǒng)中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)原理氧向液體的轉(zhuǎn)移是污水生物處理的重要過(guò)程?？諝庵械难跸蛩修D(zhuǎn)移，通常以雙膜理論作為理論基礎(chǔ)。雙膜理論認(rèn)為，當(dāng)氣液兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其接觸界面兩側(cè)分別存在氣膜和液膜。氣膜和液膜均屬層流，氧的轉(zhuǎn)移就是在氣、液雙膜進(jìn)行分子擴(kuò)散和在膜外進(jìn)行對(duì)流擴(kuò)散的過(guò)程。由于對(duì)流擴(kuò)散的阻力比分子擴(kuò)散的阻力小得多，因此傳質(zhì)的阻力主要集中在雙膜上。在氣膜中存在著氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，這就是氧轉(zhuǎn)移的推動(dòng)力。對(duì)于難溶解的氧來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)移的決定性阻力又集中在液膜上，因此通過(guò)液膜是氧轉(zhuǎn)移過(guò)程的限制步驟，通過(guò)液膜的轉(zhuǎn)移速率便是氧擴(kuò)散轉(zhuǎn)移全過(guò)程的控制速度。氧向液體的轉(zhuǎn)移速度可由下式表

50、達(dá)： 式中 cs氧的飽和濃度，mg/l; c氧的實(shí)際濃度，mg/l; kla氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，h-1;積分得：式中 c0t=0時(shí)液體溶解氧濃度，mg/l。二、實(shí)驗(yàn)裝置和試劑1、實(shí)驗(yàn)裝置包括玻璃水槽、曝氣裝置、溶解氧瓶，實(shí)驗(yàn)裝置如圖10-1所示。2、實(shí)驗(yàn)試劑（1）na2so3飽和溶液； （2）1得cocl26h2o溶液；（3）0.1mol/l碘溶液； （4）0.025mol/lna2s2o3。圖10-1 空氣擴(kuò)散系數(shù)中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)的測(cè)定裝置圖1曝氣器；2擴(kuò)散器；3反應(yīng)器；4取樣管三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定在非穩(wěn)態(tài)條件下氧的轉(zhuǎn)移，并計(jì)算氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)kla。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、缸內(nèi)注滿(mǎn)清水。2、測(cè)試水溫。本實(shí)驗(yàn)采用室溫。3、接通曝氣器電源，觀察鼓入空氣情況，調(diào)好后關(guān)閉曝氣器電源。4、加入na2s2o3和cocl2