環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充資料ppt課件

1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY環(huán)境工程學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)資料環(huán)境工程學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)資料主講：周邦智主講：周邦智E-mail:zxzlx_E-mail:zxzlx_化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院YANGTZE NORMAL UNIVERSITY混凝實(shí)驗(yàn)混凝實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1觀察混凝現(xiàn)象及過(guò)程，加深對(duì)混凝理論的觀察混凝現(xiàn)象及過(guò)程，加深對(duì)混凝理論的理解；理解；（2 2選擇和確定最佳混凝工藝條件；選擇和確定最佳混凝工藝條件；（3 3了解影響混凝條件的相關(guān)因素。了解影響混凝條件的相關(guān)因素。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.熟悉攪拌機(jī)、濁

2、度計(jì)和熟悉攪拌機(jī)、濁度計(jì)和pHpH計(jì)的使用。計(jì)的使用。2.2.測(cè)定原水樣的濁度、測(cè)定原水樣的濁度、pHpH值和水溫。值和水溫。 （原水樣取（原水樣取自十字河水）。自十字河水）。3.3.確定混凝劑的最小和最佳投加量。確定混凝劑的最小和最佳投加量。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的黏土顆粒。水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的黏土顆粒。膠體間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠體表面的膠體間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠體表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大。因而，膠體

3、顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹饬τ绊懽畲蟆Ｒ蚨?，膠體顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹サ?。向水中加入混凝劑能提供大量的正離子，除去的。向水中加入混凝劑能提供大量的正離子，壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使電位降低，靜電斥力減電位降低，靜電斥力減少。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因少。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因素，也有利于膠粒的吸附凝聚。素，也有利于膠粒的吸附凝聚。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY水化膠中的水分子與膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性和水化膠中的水分子與膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性和較高黏度，把這些分子排擠出去需要克服特殊阻較高黏度，把這些分子排擠出去需要克服特殊阻力，阻

4、礙膠體直接接觸。有些水化膜的存在決定于力，阻礙膠體直接接觸。有些水化膜的存在決定于雙電層狀態(tài)投加混凝劑降低雙電層狀態(tài)投加混凝劑降低電位，有可能使水化電位，有可能使水化作用減弱，混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接作用減弱，混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接加入水分中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠加入水分中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠粒與膠粒之間起吸附架橋作用。即使粒與膠粒之間起吸附架橋作用。即使電位沒(méi)有降電位沒(méi)有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過(guò)高分子鏈低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過(guò)高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。YANGTZE NORMA

5、L UNIVERSITY 水力條件對(duì)混凝效果有重要影響。兩個(gè)主要的控制指標(biāo)是攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。攪拌強(qiáng)度：常用速度梯度G來(lái)表示。在混合階段，要求混凝劑與廢水迅速均勻的混合，要求G在500-1000s-1，攪拌時(shí)間t應(yīng)在10-30s。而反應(yīng)階段既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，又要防止生成的絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)度要逐漸減小，而反應(yīng)時(shí)間要長(zhǎng)，相應(yīng)G和t值分別應(yīng)在20-70s-1和15-30min。一般Gt值應(yīng)在104-105之間為宜。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及藥品（一實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1、六聯(lián)攪拌器一臺(tái)；2、濁度儀一臺(tái)；3、酸度

6、計(jì)一臺(tái)；4、燒杯1000ml、500ml、200ml各六只；5、燒杯500ml三只；6、移液管1ml、2ml、5ml、10ml各4支；7、注射針筒50ml2支；8、溫度計(jì)0-100一支。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY六聯(lián)混凝儀器YANGTZE NORMAL UNIVERSITY（二實(shí)驗(yàn)用藥品（二實(shí)驗(yàn)用藥品1、硫酸鋁；、硫酸鋁；2、三氯化鐵；、三氯化鐵；3、鹽酸、鹽酸10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；4、氫氧化鈉、氫氧化鈉10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；5、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺1mg/L）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、實(shí)驗(yàn)操作步驟五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1

7、 1、混凝劑的確定、混凝劑的確定 在硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺三種混凝劑中，確在硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺三種混凝劑中，確定一種最佳混凝效果的混凝劑。定一種最佳混凝效果的混凝劑。（1 1確定原水特征，即測(cè)定原水的濁度、溫度、確定原水特征，即測(cè)定原水的濁度、溫度、pHpH值，值，記錄在表記錄在表1 1中。中。（2 2用三只用三只500ml500ml的燒杯，分別取的燒杯，分別取200ml200ml原水，將裝有水原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。樣的燒杯置于混凝儀上。（3 3分別向三只燒杯中加入硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯分別向三只燒杯中加入硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺，每次加酰胺，每次加1.0m

8、l1.0ml，同時(shí)進(jìn)行攪拌中速，同時(shí)進(jìn)行攪拌中速150r/min,5150r/min,5minmin）, ,直到其中一個(gè)出現(xiàn)礬花，這時(shí)記錄下每個(gè)試樣中直到其中一個(gè)出現(xiàn)礬花，這時(shí)記錄下每個(gè)試樣中YANGTZE NORMAL UNIVERSITY混凝劑的投加量，并記錄在表混凝劑的投加量，并記錄在表1 1中。中。（4 4停止攪拌，靜止停止攪拌，靜止10min10min。（5 5用用50ml50ml注射針筒抽取上清液，用濁度計(jì)測(cè)出三個(gè)水注射針筒抽取上清液，用濁度計(jì)測(cè)出三個(gè)水樣的濁度記錄在表樣的濁度記錄在表1 1中。中。（6 6根據(jù)測(cè)得的濁度確定最佳混凝劑。根據(jù)測(cè)得的濁度確定最佳混凝劑。2 2、確定混凝

9、劑的最佳用量、確定混凝劑的最佳用量（1 1用六只用六只1000ml1000ml燒杯，分別取燒杯，分別取800ml800ml原水，將裝有水樣原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。的燒杯置于混凝儀上。（2 2采用實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)1 1中選定的最佳混凝劑，按不同的投加量中選定的最佳混凝劑，按不同的投加量（依次按（依次按25%25%100%100%的劑量分別加入到的劑量分別加入到800ml800ml原水中，利原水中，利用均分法確定此組實(shí)驗(yàn)的用均分法確定此組實(shí)驗(yàn)的6 6個(gè)水樣的混凝劑投加量，記錄個(gè)水樣的混凝劑投加量，記錄YANGTZE NORMAL UNIVERSITY在表在表2 2中。中。（3)3)啟動(dòng)攪拌

10、器，快速攪拌約啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約300r/min,0.5min,300r/min,0.5min,中速攪拌中速攪拌約約150r/min,5min,150r/min,5min,慢速攪拌約慢速攪拌約70r/min,10min70r/min,10min。（4 4攪拌過(guò)程中，注意觀察攪拌過(guò)程中，注意觀察“礬花礬花的形成過(guò)程。的形成過(guò)程。（5 5停止攪拌，靜止沉淀停止攪拌，靜止沉淀10min10min，然后用，然后用50ml50ml注射針筒分注射針筒分別抽取別抽取6 6個(gè)燒杯中的上清液，同時(shí)用濁度計(jì)測(cè)定水的剩余個(gè)燒杯中的上清液，同時(shí)用濁度計(jì)測(cè)定水的剩余濁度，記錄在表濁度，記錄在表2 2中。中。3 3、

11、最佳、最佳pHpH值的影響值的影響（1)1)用六只用六只1000ml1000ml燒杯，分別取燒杯，分別取800ml800ml原水，將裝有水樣原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。的燒杯置于混凝儀上。(2)(2)調(diào)整原水調(diào)整原水pHpH值，用移液管依次向值，用移液管依次向1#1#、2#2#、3#3#裝有原水裝有原水YANGTZE NORMAL UNIVERSITY的燒杯中，分別加入的燒杯中，分別加入2.5ml2.5ml、1.5ml1.5ml、1.0mlHCl1.0mlHCl，再向，再向4#4#、5#5#、6#6#裝有原水的燒杯中，分別加入裝有原水的燒杯中，分別加入0.2ml0.2ml、0.7ml0

12、.7ml、1.2mlNaOH1.2mlNaOH。（3 3啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌約啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌約300r/min,0.5min300r/min,0.5min，隨后，隨后停機(jī)，從每只燒杯中停機(jī)，從每只燒杯中50ml50ml水樣，依次用酸度計(jì)測(cè)定各水樣水樣，依次用酸度計(jì)測(cè)定各水樣的的pHpH值，記錄在表值，記錄在表3 3中。中。（4 4用移液管依次向裝有原水燒杯中加入相同劑量的混用移液管依次向裝有原水燒杯中加入相同劑量的混凝劑，投加量照最佳投藥量實(shí)驗(yàn)中得到出的最佳投加量而凝劑，投加量照最佳投藥量實(shí)驗(yàn)中得到出的最佳投加量而確定。確定。（5 5啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約300r/

13、min,0.5min,300r/min,0.5min,中速攪中速攪拌約拌約150r/min,10min,150r/min,10min,慢速攪拌約慢速攪拌約70r/min,10min70r/min,10min。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY（6 6靜止靜止10min10min，用，用50ml50ml注射針筒抽出燒杯中的上清液注射針筒抽出燒杯中的上清液（共抽三次約（共抽三次約150ml150ml放入放入200ml200ml燒杯中，同時(shí)用濁度儀燒杯中，同時(shí)用濁度儀測(cè)定剩余水的濁度，每只水樣測(cè)三次，記錄在表測(cè)定剩余水的濁度，每只水樣測(cè)三次，記錄在表3 3中。中。YANGTZE NO

14、RMAL UNIVERSITY六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理表表1 原始數(shù)據(jù)及三種混凝劑濁度測(cè)定記錄表原始數(shù)據(jù)及三種混凝劑濁度測(cè)定記錄表原水混濁度 原水溫度原水pH值混凝劑名稱(chēng) 硫酸鋁三氯化鐵聚丙烯酰胺礬花形成時(shí)投混凝劑最佳量/ml剩余渾濁度 111222333均均均YANGTZE NORMAL UNIVERSITY表表2某一種混凝劑投加量的最佳選擇某一種混凝劑投加量的最佳選擇水樣編號(hào)水樣編號(hào)1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010混凝劑加注混凝劑加注量量/ml/ml剩余渾剩余渾濁度濁度1 12 23 34 4YANGTZE NORMAL UNIVERSIT

15、Y表表3 3 最佳最佳pHpH值選擇值選擇 水樣編號(hào)水樣編號(hào)1 12 23 34 45 56 610%HCl10%HCl投加量投加量（mlml）10%NaOH10%NaOH投加量投加量（mlml）pHpH值值混凝劑加注量混凝劑加注量（mlml）剩余渾剩余渾濁度濁度1 12 23 3均均YANGTZE NORMAL UNIVERSITY七、思考題七、思考題1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，簡(jiǎn)述影響、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，簡(jiǎn)述影響混凝的幾個(gè)主要因素?；炷膸讉€(gè)主要因素。2、為什么加大藥量時(shí)，混凝效果不一定好？、為什么加大藥量時(shí)，混凝效果不一定好？3、pH值有什么影響？值有什

16、么影響？YANGTZE NORMAL UNIVERSITY氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、了解、了解和和的意義。的意義。2 2、掌握非耗氧生物污水、掌握非耗氧生物污水、值的測(cè)定：值的測(cè)定：二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 影響氧轉(zhuǎn)移的主要因素有：影響氧轉(zhuǎn)移的主要因素有：曝氣水水質(zhì)曝氣水水質(zhì)曝曝氣水水溫氣水水溫氧分壓氧分壓氣液之間的接觸面積和接觸氣液之間的接觸面積和接觸時(shí)間時(shí)間水的紊流程度等。水的紊流程度等。 而曝氣水的水質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移造成的影響主要表現(xiàn)而曝氣水的水質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移造成的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。在以下兩個(gè)方面。YANGTZE NORMAL UNIVERS

17、ITY（1由于待曝氣充氧的污水中含有各種各樣雜質(zhì)，如表由于待曝氣充氧的污水中含有各種各樣雜質(zhì)，如表面活性劑、油脂、懸浮固體等，它們會(huì)對(duì)氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一面活性劑、油脂、懸浮固體等，它們會(huì)對(duì)氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一定影響，特別是在兩活性物質(zhì)這類(lèi)兩親分子會(huì)集結(jié)在氣、定影響，特別是在兩活性物質(zhì)這類(lèi)兩親分子會(huì)集結(jié)在氣、液接觸面上，阻礙氧的擴(kuò)散。相對(duì)于清水，污水曝氣充氧液接觸面上，阻礙氧的擴(kuò)散。相對(duì)于清水，污水曝氣充氧得到的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)得到的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa會(huì)比清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)會(huì)比清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa低低，為此引入修正系數(shù)，為此引入修正系數(shù)= KLa/ KLa;該式是在相同的設(shè)備該式是在相同的設(shè)備中，在相同條

18、件下數(shù)值比較。中，在相同條件下數(shù)值比較。（2由于污水中含有大量鹽分，它會(huì)影響氧在水中的飽由于污水中含有大量鹽分，它會(huì)影響氧在水中的飽和度，相對(duì)于相同條件的清水而言，污水中氧的飽和度和度，相對(duì)于相同條件的清水而言，污水中氧的飽和度CS要比清水中的氧飽和度要比清水中的氧飽和度CS低，為此引入低，為此引入= CS / CS;YANGTZE NORMAL UNIVERSITY轉(zhuǎn)移速度由下式表示：轉(zhuǎn)移速度由下式表示：dc/dt=KLa(CS-CS)(式中符號(hào)同上式中符號(hào)同上) 本實(shí)驗(yàn)采用間歇非穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，即在相同條件下按照本實(shí)驗(yàn)采用間歇非穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，即在相同條件下按照對(duì)清水實(shí)驗(yàn)的方法，分別對(duì)清水和污

19、水十字河水進(jìn)展對(duì)清水實(shí)驗(yàn)的方法，分別對(duì)清水和污水十字河水進(jìn)展充氧實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)應(yīng)用公式計(jì)算出充氧實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)應(yīng)用公式計(jì)算出、值值。因?yàn)槭菍?duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制基本實(shí)驗(yàn)條件，如。因?yàn)槭菍?duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制基本實(shí)驗(yàn)條件，如水溫、水量、供氣量等，以保證數(shù)據(jù)可靠。水溫、水量、供氣量等，以保證數(shù)據(jù)可靠。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器自來(lái)水或污水自來(lái)水或污水鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)曝曝氣氣筒筒YANGTZE NORMAL UNIVERSITY（1實(shí)驗(yàn)裝置：有鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣筒等；實(shí)驗(yàn)裝置：有鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣筒等；（

20、2溫度計(jì)、秒表；溫度計(jì)、秒表；（3碘量法測(cè)定溶解氧時(shí)所需的藥品及儀器；碘量法測(cè)定溶解氧時(shí)所需的藥品及儀器；（4實(shí)驗(yàn)水樣十字河水和自來(lái)水）實(shí)驗(yàn)水樣十字河水和自來(lái)水）四、實(shí)驗(yàn)試劑四、實(shí)驗(yàn)試劑（1脫氧劑：無(wú)水亞硫酸鈉；脫氧劑：無(wú)水亞硫酸鈉；（2催化劑：氯化鈷催化劑：氯化鈷0.1mg/L）（3針筒針筒50ml。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY五、實(shí)驗(yàn)步驟及記錄五、實(shí)驗(yàn)步驟及記錄1、分別將待曝氣污水和清水注入曝氣筒，水位相同；、分別將待曝氣污水和清水注入曝氣筒，水位相同；2、分別從兩個(gè)曝氣筒取樣測(cè)溶液溶解氧濃度，計(jì)算脫氧、分別從兩個(gè)曝氣筒取樣測(cè)溶液溶解氧濃度，計(jì)算脫氧劑無(wú)水亞硫酸鈉和催

21、化劑氯化鈷的投加量，計(jì)算公式：劑無(wú)水亞硫酸鈉和催化劑氯化鈷的投加量，計(jì)算公式：2Na2SO3+O2=2Na2SO4;由化學(xué)方程式可得亞硫酸鈉的由化學(xué)方程式可得亞硫酸鈉的用用量：量：g=(1.11.5)G8(mg/L);G:水中含氧量水中含氧量mg/L3、氯化鈷的用量、氯化鈷的用量=0.1Vmg）;V:水的總體積水的總體積L。4、將所得脫氧劑用溫水化開(kāi)，加入曝氣筒中，并加入計(jì)、將所得脫氧劑用溫水化開(kāi)，加入曝氣筒中，并加入計(jì)算好的催化劑，充分混合，反應(yīng)大約算好的催化劑，充分混合，反應(yīng)大約10min。5、待曝氣筒內(nèi)溶解氧降至、待曝氣筒內(nèi)溶解氧降至0后，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)氣量后，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)氣量YANGTZE NORMAL UNIVERSITY同時(shí)向兩個(gè)曝氣筒曝氣，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間為同時(shí)向兩個(gè)曝氣筒曝氣，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)