環(huán)境工程學(xué)實驗指導(dǎo)書

1、實驗一、間歇式活性污泥法實驗?zāi)Ｐ鸵?、實驗?zāi)康?(1)應(yīng)熟練掌握SBR活性污泥法工藝各工序的運行操作要點； (2)熟練掌握活性污泥濃度和COD的測定方法； (3)正確理解SBR活性污泥法作用機理、特點和影響因素； (4)了解SBR活性污泥工藝曝氣池的內(nèi)部構(gòu)造和主要組成； (5)了解有機負荷對有機物去除率及活性污泥增長率的影響。二、實驗原理間歇式活性污泥處理系統(tǒng)又稱序批式活性污泥處理系統(tǒng)，即SBR工藝(sequencing Balch Reactor)。本工藝最主要的特征是集有機污染物降解與混合液沉淀于一體，與連續(xù)式活性污泥法相比較，工藝組成簡單，無需設(shè)污泥同流設(shè)備，不設(shè)二沉池，一般情況下，不產(chǎn)生

2、污泥膨脹現(xiàn)象，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮和除磷反應(yīng)，易于自動控制，處理水水質(zhì)好。間歇式活性污泥曝氣池在流態(tài)上屬于完全混合式，在有機物降解方面是時間上的推流，有機污染物是沿著時間的推移而降解的。如示意圖1所示：間歇式活性污泥曝氣池的運行操作是由流入；反應(yīng)；沉淀；排放；待機(閑置)等五個工序組成。這五個工序構(gòu)成了一個處理污水的周期，可以根據(jù)需要調(diào)整每個工序的持續(xù)時間。進水、排水、曝氣等動作均由自動控制箱設(shè)置的程序自動運行。三、試驗裝置圖四、實驗水樣及活性污泥 (1)生活污水； (2)城市污水廠同流泵房的活性污泥。五、操作過程 首先必須弄清楚組成模型的所有裝置和連接管路的作用，以及相互之間的關(guān)系，

3、了解模型的工作原理。在此基礎(chǔ)上，方可開始模型的啟動和運行。 (1)清水試驗 按進水曝氣沉淀排水攪拌順序設(shè)定四個時間繼電器的運行時間，配水箱灌滿自來水，剛進水泵將水打入本體，然后曝氣一段時間，再停止曝氣一段時間，打開排水電磁閥排一部分水，觀察潷水器是否靈活，最后開動攪拌慢速攪拌一段時間。這是一個完整的運行周期，可根據(jù)實驗?zāi)康恼{(diào)整時間繼電器使用的個數(shù)和設(shè)定時間。一個周期接著一個周期，周而復(fù)始，重復(fù)循環(huán)。 (2)活性污泥的培養(yǎng)和馴化 取城市污水處理廠同流泵房的活性污泥裝入本體中，體積在本體有效容積的l/32/3，其余體積為自來水，只開動曝氣的空氣泵曝氣12d，然后在配水箱配低COD濃度的試驗用水，或

4、稀釋的生活污水或工業(yè)廢水，控制每次進水量，延長曝氣時間。根據(jù)污泥沉降性能和出水水質(zhì)，逐步增大進水濃度和進水水量，直到直接進入原污水。 上述階段主要有兩個目的，一是使污泥適應(yīng)將要處理廢水中的有機物，二是使污泥具有良好的沉降性能。裝置運行穩(wěn)定的標志是污泥濃度基本穩(wěn)定，有機物去除率基本穩(wěn)定。 在活性污泥培養(yǎng)和馴化完成后，SBR反應(yīng)器進入負荷運行實驗運行：根據(jù)污水出水水質(zhì)和污泥性質(zhì)，確定每個周期的進水、出水量，每個工序的持續(xù)時間。通常一個周期的持續(xù)時間在48h，進水量或出水量在1/3左右，當污水可生化性較著時持續(xù)時間要延長。當不考慮去除污水中氮、磷時，可不使用攪拌器；當考慮去除污水中氮、磷時，須使用攪

5、拌器。 有機物去除規(guī)律及污泥增K規(guī)律的試驗：在投加廢水后，2min、40min、100rain、180min后取混合液樣10ml進行測定，將混合液樣經(jīng)過濾，測定其MLSS值，并以濾后水測定COD值。六、實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理取樣時間2min40min100min180min沉淀后出水COD（mg/L）MLSS（mg/L）烘干前重量/烘干后重量/ 繪制隨時間而變化的COD及MLSS曲線。 計算最初的COD去除率，以mgCOD去除量記。MLSS計，討論負荷率對COD去除率的影響。 討論不同的混合液排放量對活性污泥法的影響，比較其對COD去除率及污泥增長率的影響。 討論污泥增長率與COD去除率的關(guān)系。實

6、驗二、污泥比阻測定一、實驗?zāi)康?) 過實驗掌握污泥比阻的測定方法；2) 掌握用布氏漏斗試驗選擇混凝劑；3) 掌握確定污泥的最佳混凝劑投加量。二、實驗原理 污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標，它的物理意義是：單位重量的污泥在一定壓力下過濾時在單位過濾面積上的阻力。求此值的作用是比較不同的污泥(或同一種污泥加入不同量的混劑后)的過濾性能。污泥比阻愈大，過濾性能愈差。 過濾時濾液體積V(ml)與推動力P(過濾時的壓強降g/cm。)，過濾面積F(cm2)，過濾時問t(s)成正比，而與過濾阻力R(cm·s2/ml)，濾液粘度p(g/cm.s)成反比。 V=PFt/R(ml) 過濾阻力包括濾

7、渣阻力Rz和過濾隔層阻力Rg構(gòu)成。而阻力R隨濾渣層的厚度增加而增大，過濾速度則減少。因此將(1)式改寫成微分形式：dV/dt=PF/(Rz+Rg) 由于Rg比Rz相對來說較小，為簡化計算，姑且忽略不計。dV/dt=PF/=PF/(CV/F)式中：a：單位體積污泥的比阻， ：濾渣厚度， C：獲得單位體積濾液所得的濾渣體積。 如以濾渣干重代替濾渣體積，單位重量污泥的比阻代替單位體積污泥的比阻，則上式可改寫為：dV/dt=PF2/CV式中：:污泥比阻，在CGS制中，其量綱為(s2/g)，在廠程單位制中其量綱為(cm/g)。在定壓上，在積分界限由0到t及0劍V內(nèi)對上式積分，可得：t/V=CV/2PF2

8、 上式說明在定壓下過濾，t/V與V成直線關(guān)系，其斜率為：b=( t/v)/V=C/2PF2=(2PF2/)*(b/c)=k(b/c)因此，為求得污泥比阻，需要在實驗條件下求出b及C。 b的求法可在定壓下(真空度保持不變)通過測定一系列的tV數(shù)據(jù)，用圖解法求斜率見下圖：C的求法：根據(jù)所設(shè)定義：C=(Q0-Qy)Cd/Qy 濾餅干重（g）/ml濾液式中：Q。：污泥量，ml；Qy：濾液量，ml； Cd：濾餅同體濃度，g/ml 根據(jù)液體平衡：Q。=Qy+Qd 根據(jù)同體平衡：Q0*C。=Qy Cy十Qd Cd式中：C。：污泥固體濃度，g/ml， C。：濾液固體濃度，g/ml， Qd：濾餅量，ml。可得：

9、Qy=Q0(C0-Cd)/(Cy-Cd)代入上式，簡化得 C=Cd*C0/(Cd-C0) g/ml上述求C的方法，必須量測濾餅的厚度方可求得；但在實驗過程中量測濾餅厚度很困難且不易量準，故改用測濾餅含水比的方法，求c值：C=1/（100-Ci）/Ci-(100-Cf)/Cf 濾餅干重(g)ml濾液式中：Ci：100 g污泥中的干污泥量； Cf：100 g濾餅中的干污泥量。三、實驗裝置四、實驗步驟1) 測定污泥的含水率，求出其同體濃度Co；2) 配帶FeCl3(10g/l)和 A12(S04)3(10g/l)混凝劑；3) 用FeCl3混凝劑調(diào)節(jié)污泥(每組加一種混凝劑量)，加量分別為干污泥重的0%

10、，(不加混凝劑)2，4，6，8，10；4) 在布氏漏斗上(直徑6580mm)放置濾紙，用水潤濕，貼緊周底；5) 開動真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力，大約比實驗壓力小1/3(實驗時真空壓力采用266mmHg或532mmHg)關(guān)掉真空泵；6) 加入100ml需實驗的污泥于布氏漏斗中，開動真空泵，調(diào)節(jié)真空至實驗壓力，達到此壓力后，開始起動秒表，并記下開始時計量管內(nèi)的濾液V0；7) 每隔一定時間(開始過濾時每隔10或15秒，濾速減慢后可隔30或60秒)記下計量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量；8) 一直過濾至真空破壞，如真空長時間不破壞，則過濾20分鐘后即可停止；9) 關(guān)閉閥門取下濾餅放入稱量瓶內(nèi)稱量；10) 稱重后的濾餅于1

11、05的烘箱內(nèi)烘干稱重：11) 計算出濾餅的含水比，求出單位體積濾液的同體量C：12) 另取加A12(SO4)3混凝劑的污泥(每組的加量與FeCl3量相同)及不加混凝劑的污泥，按實驗步驟211分別進行實驗。注意事項：1) 污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合；2) 在整個過慮過程中，真空度應(yīng)始終保持一致；3) 實驗時，抽真空裝置的各個接頭處不應(yīng)漏氣。五、整理實驗結(jié)果 (1)測定并記錄實驗基本參數(shù)： 實驗日期 原污泥的含水率及固體濃度Co 實驗真空度 mmHg 不加混凝劑的濾餅的含水率 加混凝劑繁 濾餅的含水率 (2)將布氏漏斗實驗所得數(shù)據(jù)按表1記錄并計算。 (3)以tv為縱坐標，V為橫坐標作圖，求b。 (

12、4)根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出C。 (5)列表計算比阻值a(表2比阻值計算表)。 (6)以比阻為縱坐標，混凝劑投加量為橫坐標作圖求出最佳投加量。六、對實驗結(jié)果進行分析討論表1 布式漏斗實驗所得數(shù)據(jù)時間（S）計量管濾液量（ml）V0， V濾液量（ml）=V-V0t/V備注表2 比阻值計算表污泥含水比污泥固體濃度混凝劑用量Tg2=n/m=bK=2PF2/U 皿+濾紙量 皿+濾紙濾餅濕重 皿+濾紙濾餅干重濾餅含水比 單位體積濾液的固體量 比阻值 布氏漏斗（d）過濾面積（F）面積平方（F2）濾液粘度（u）真空壓力（P）K值%g/CM3%s/cm6 CMCM2CM2g/CM·Sg/C

13、M2S·CM3ggg%g/CM3S2/ g實驗三、混 凝一、實驗?zāi)康?（1）了解混凝的現(xiàn)象及過程，凈水作用及影響混凝的主要岡素； （2）確定混凝劑的最佳投加量及其相應(yīng)的pH值。二、實驗原理 混凝是在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，使廢水中的膠體和細小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去的過程。它包括膠體懸浮物的脫穩(wěn)和接著發(fā)生的使顆粒增加的凝聚作用。膠體微粒都帶有電荷，它們間存在著靜電斥力、膠體的布朗運動、膠粒表面的水化作用，從而使膠體顆粒保持分散的懸浮狀態(tài)，即穩(wěn)定性。投加不同的化學(xué)藥劑能使膠體消除或降低電位，從而脫穩(wěn)，脫穩(wěn)的膠粒相互凝聚。另外，混凝劑水解后形成的

14、高分子物質(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠粒與膠粒間起吸附架橋作用，使顆粒逐漸結(jié)大，形成粗大絮凝體。脫穩(wěn)后的膠體，在一定的水力條件下，能形成較大的絮凝體，即礬花，形成礬花最佳的條件是要求pH值在等電離點或接近等電離點。同混凝劑的反應(yīng)必須有足夠的堿度，對于堿度不足的廢水應(yīng)投加NaC03、NaOH或石灰。在脫穩(wěn)之后，凝聚促使礬花增大、以便使礬花隨后能從水中去除。在凝聚階段將近結(jié)束時，投加0.21.0mg/L長鏈陰離子或非離子聚合物，通過橋架吸附作用，有助于礬花的聚集和長大。三、實驗水樣 (1)河水或自配水 (2)某種工業(yè)廢水每組選一種水樣進行實驗四、實驗步驟：1) 熟悉六聯(lián)攪拌機的

15、操作和設(shè)定。2) 確定近似最小混凝劑量。近似最小混凝劑投量可以通過慢慢攪拌燒杯中200ml水樣，并且每次增加1ml的混凝劑投加量(用5ml移液管取)直到山現(xiàn)礬花為止。3) 在六只燒杯中，各注入混合均勻的水樣1000ml，將燒杯裝入攪拌機上，注意葉片在水中的相對位置應(yīng)相同。4) 根據(jù)水樣的性質(zhì)，選擇各個燒杯的加藥量，使其濃度變化為步驟3所確定濃度的25200，并投入藥劑試管中準備投加。5) 按混合攪拌轉(zhuǎn)速(120150rmin)開動攪拌器，并同時在各燒杯中倒入混凝劑溶液，從倒入時刻開始計時，當預(yù)定的混合時間(12min)到達后，立即按預(yù)定的反應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速(2540rmin)，將攪拌機速度降低。在預(yù)

16、定的反應(yīng)時間到達后，即停止攪拌。6) 反應(yīng)攪拌開始后，就注意觀察各個燒杯中有無礬花產(chǎn)生，礬花大小及松散密實程度，并記錄。7) 攪拌過程完成后，停機，輕輕提起攪拌葉片(注意不要攪拌水樣)，進行靜置沉淀20分鐘，注意礬花的沉淀情況。與此同時，再將第二組六個水樣置攪拌機下。8) 第一組六個水樣，沉淀時間到達后，用吸管同時取出各燒杯中的上清液約150mI，置于六個洗凈的200ml燒杯中，測濁度及pH，并記錄入下表中。從而確定最佳投藥量及相應(yīng)的pH值，或者推薦的投藥量(水質(zhì)雖非最佳，但從經(jīng)濟考慮已可滿足生產(chǎn)的需要)及相應(yīng)的pH值。9) 如果所得結(jié)果不太理想而有必要調(diào)整pH值時，可在第9步所選定的投藥量的

17、基礎(chǔ)上進行不同pH值的實驗，從而求得較好的pH值，配制一組各為1000ml的水樣，用NaOH或H2S04調(diào)整六個試樣的pH值，使pH值在49，每個試樣的pH值增罱為1個pH值單位，最佳混凝劑投量采用第9步結(jié)果，重復(fù)上述第5第9步驟，從而確定較好的pH，于是進行綜合考慮，得出最佳投藥量和pH值。10) 如果由一組實驗的結(jié)果得不出混凝劑用量的結(jié)論，或者需要更準確的求出混凝劑用量或pH值，則應(yīng)根據(jù)對實驗結(jié)果的分析，對混凝劑用量或pH值的變化方向作一判斷，變化或縮小投藥范圍，進行另一組混凝實驗。11) 如有必要，可做多種混凝劑的實驗，以確定最優(yōu)的混凝劑及其用量和相應(yīng)的pH值。五、注意事項1) 取水樣時

18、，如須把水樣混合均勻，以保證各個燒杯中的水樣性質(zhì)一樣。取澄清水樣的上清液時，應(yīng)避免攪動已經(jīng)沉淀的礬花，且盡量使各燒杯水樣取在上部同一清水層。2) 注意避免某些燒杯中的水樣受到熱或冷的影響，各燒杯中水樣溫度著<0.5"C。3) 注意保證各攪拌軸防在燒杯中心處，葉片在杯內(nèi)的高低位置應(yīng)一樣，且滿足約定的比例關(guān)系。4) 定水質(zhì)時應(yīng)選用同一套儀器進行，例如，當pH計不只一套時，由于儀器精密度可能不一致，故應(yīng)選用同一套。六 實驗數(shù)據(jù)記錄混凝時間記錄 混合時間 分 反應(yīng)時間 分 攪拌速度 轉(zhuǎn)分 沉淀時間 分 攪拌速度 轉(zhuǎn)分(1)混凝劑最佳投量實驗混凝劑種類 溶液濃度 每1000ml水樣中投加

19、1ml混凝劑溶液后合濃度為助凝劑種類 溶液濃度 mgl每1000ml水樣中投加1ml助凝劑溶液后混合濃度表1數(shù)據(jù)記錄燒杯號原水123456投藥量混凝劑 mg/l助凝劑 mg/l水溫PH渾濁度出現(xiàn)礬花時間（min）礬花沉淀情況20mi污泥沉降比(2)最佳pH值實驗混凝劑種類 投藥量 mglNaOH或H2S04溶液濃度 每1000ml水樣投lml NaOH(或H2S04)溶液后混合濃度 mgl實驗記錄列下表2：燒杯號原水123456投藥量混凝劑 mg/l助凝劑 mg/l水溫PH渾濁度出現(xiàn)礬花時間（min）礬花沉淀情況20mi污泥沉降比七、實驗結(jié)果整理1) 作出出水渾濁度混凝劑投量曲線，找出最佳混凝

20、劑投量。2) 作出出水渾濁度pH值曲線，找出最佳pH值。3) 按下列公式計算攪拌實驗的水力參數(shù)G，GT值及雷諾數(shù)Re。G=Cd*A*u3/(2V*) 式中：Cd阻力系數(shù)，當Re>1000的平板漿 長寬比 1 5 20 無窮 Cd 116 12 15 19 A- 漿板在旋轉(zhuǎn)方向的面積； p-水密度； u-水和漿板之間的相對速度，約為漿板線速度的075； V-水的體積； u-水的絕對粘度；GT=G×反應(yīng)池的停留時間Re=nd2/式中：n-攪拌葉片的轉(zhuǎn)速， (r/s)；d-葉片直徑 ， m。九、思考題 1) 根據(jù)實驗結(jié)果以及實驗中所觀察到的現(xiàn)象，簡述影響混凝的幾個原因。2) 為什么投

21、約量最大時，混凝效果不一定好?實驗四、厭氧+好氧實驗指導(dǎo)書一、實驗?zāi)康?1)初步了解厭氧反應(yīng)的原理；(2)熟練掌握產(chǎn)甲烷勢的測定方法；（3）了解菌種隨水質(zhì)變化而產(chǎn)生的變化及相應(yīng)的對策；（4）厭氧菌激活和好氧菌的培養(yǎng)。二、實驗原理1、厭氧消化，在傳統(tǒng)上是指對城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥進行厭氧穩(wěn)定的過程。因污泥的厭氧穩(wěn)定面對的是固態(tài)有機物，所以稱消化，厭氧消化也常作為厭氧處理的簡稱。 厭氧消化是指在無分子氧條件下，通過兼性細菌和專性厭氧細菌的作用，使污水或污泥中各種復(fù)雜有機物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。其最終產(chǎn)物與好氧處理不同：碳素大部分轉(zhuǎn)化為甲烷，氮素轉(zhuǎn)化為氨，硫素轉(zhuǎn)化為硫化物，中間產(chǎn)物

22、除同化合成細胞物質(zhì)外，還合成復(fù)雜而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。i. 第一階段為水解酸化階段。在此階段，復(fù)雜的大分子、不溶性有機物先在細菌胞外酶的作用下水解為小分子，溶解性有機物，然后滲入細胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇類、醛類等。ii. 第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的作用下，第一階段產(chǎn)生的各種有機酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸、CO2和H2。iii. 第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉(zhuǎn)化為甲烷。此過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌組成，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羥產(chǎn)生甲烷。雖然厭氧消化過程可分為上述三個階段，但在厭氧反應(yīng)器中，三個階段是同時進行的，并保

23、持某種程度的動態(tài)平衡。這種動態(tài)平衡一旦被某種外加因素打破，首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，并導(dǎo)致低級脂肪酸的積存和厭氧進程的異常變化，甚至?xí)?dǎo)致整個厭氧消化過程的停滯。因此，為保證消化過程正常進行，必須建立這一平衡。實驗時應(yīng)注意下述實驗條件：1）絕對的厭氧 要對水樣進行監(jiān)測，必然會破壞裝置的厭氧環(huán)境，但是系統(tǒng)中的酸化菌會消耗掉這部分少量的溶氧，所以大致上反應(yīng)還是處于絕對厭氧的環(huán)境中。2）適當?shù)膒H值 介于6.57.5之間 由于水解酸化階段的存在，長時間的反應(yīng)使系統(tǒng)pH有下降的趨勢，必須抑制這種趨勢的加??；酸化菌與產(chǎn)甲烷菌的平衡一旦打破，整個系統(tǒng)就有“酸敗”的危險。3)營養(yǎng) 厭氧消耗中氮、磷可按CO

24、D：N：P（200300）：5：1進行投加。4）溫度 中溫甲烷菌（3035°C）和高溫甲烷菌（5055°C）。5）污泥泥齡與負荷 6） 有毒物質(zhì) 有毒物質(zhì)與好氧處理相同，有毒物質(zhì)會影響或破壞厭氧消化過程。例如，重金屬、HS、NH3、堿與堿土金屬等都會影響厭氧消化。圖1 厭氧生物消解反應(yīng)示意圖2、好氧處理1）活性污泥的培養(yǎng)和馴化 取城市污水處理廠的活性污泥裝入反應(yīng)容器中，體積占容器有效容積的1/32/3,其余體積為自來水（用來稀釋有機物濃度），每天控制每次進水量，延長曝氣時間。根據(jù)污泥沉降性能和出水水質(zhì)，逐步增大進水濃度和進水水量，直到直接進入?yún)捬醭鏊?）每天觀察并測定污泥

25、濃度MLSS及沉降比SV5來判斷污泥的有機負荷及泥齡是否應(yīng)進行排泥。3）鏡檢，并畫出所觀察到的菌體。4）測定出水COD，繪制隨時間變化COD變化的曲線。圖2 好氧生物消解反應(yīng)示意圖三、實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理厭氧分析進水COD(mg/L)產(chǎn)氣量（ml）出水COD（mg/L） VFA（mg/L）12345好氧分析MLSS（mg/L）SV5出水COD（mg/L）SS(mg/L)123451） 繪制隨時間變化COD變化曲線及MLSS曲線。2） 產(chǎn)氣量隨時間的變化曲線。附錄：下面略舉一些常見動物群落，請大家在課余時間進行檢索。1） 后生動物：輪蟲、線蟲2） 原生動物：鞭毛蟲、變形蟲、鐘蟲3） 藍細菌4） 放

26、線菌實驗五、旋風除塵器性能的測定一、實驗?zāi)康?) 掌握旋風除塵器的基本原理；2）掌握管道中各點流速和氣體流量的測定方法；3）了解旋風除塵器運行的情況對除塵效率、壓力損失和阻力的影響。二、實驗內(nèi)容1) 測定或調(diào)節(jié)旋風除塵器的風量；2) 測定旋風除塵器壓降與負荷的關(guān)系；3) 測定旋風除塵器除塵效率與負荷的關(guān)系。三、實驗原理 1、風量的測定 采用壓差計或畢托管測定，原理是利用壓差計或畢托管測出風管橫斷面的風速，從而確定風量，則氣體流量為Q=A*u (1)式中：Q風量，m3/s； A測量管道的橫斷面積，m2，A=0.25*D2=O.7854D2； u測量管道橫斷面的空氣平均流速，m/s。 由于氣流速度

27、在風管橫斷面上的分布是不均勻的，因此氣體流速需在同一斷面上進行多點測量，然后求得風管橫斷面的平均流速，即u=(2Pd/)0.5 (2)式中：Pd測得的平均動壓值Pd=1*g*r1*sin a1，Pa； p空氣的密度，kg/m3 p。介質(zhì)的密度kg/m3 r1壓差計1的液柱高度，m。 2、旋風除塵器的阻力測定 進出口壓力差為P=Pj-Pl-Z (3)式中：Pj旋風除塵器進出口空氣的全壓差，Pj=1*g*r2*sina2，Pa； r2壓差計2的液柱高度，m； PL沿程阻力，p1=1.31*g* r3 * sin a3，Pa； r3壓差計3的液柱高度，m；z局部阻力，z=*u2*/2，其中f為除塵器

28、阻力系數(shù)，無因次，f=052。 3、旋風除塵器效率的測定可采用質(zhì)量法，即 =(w1-w2)×100%式中：w1除塵器進口處粉塵質(zhì)量，g； w2除塵器出口處粉塵質(zhì)量，g。四、實驗裝置和儀表 l、旋風除塵器實驗裝置一套，壓差計一個、電子秤一臺。 2、請繪出旋風除塵器實驗裝置圖。實驗六、大氣中氮氧化物的測定一、實驗?zāi)康暮鸵?、掌握大氣中氮氧化物的測定方法。2、預(yù)習(xí)第三章相關(guān)內(nèi)容。二、分光光度法 (一) 原理 空氣中的氮氧化物主要以NO和NO2形態(tài)存在。測定時將NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亞硝酸和硝酸。其中，亞硝酸與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽

29、作用，生成紫紅色偶氮染料，根據(jù)顏色深淺比色定量。因為NO2(氣)不是全部轉(zhuǎn)化為NO2-(液)，故在計算結(jié)果時應(yīng)除以轉(zhuǎn)換系數(shù)(稱為Saltzman實驗系數(shù)，用標準氣體通過實驗測定)。 按照氧化NO所用氧化劑不同，分為酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化鉻-石英砂氧化法。本實驗采用后一方法。 (二) 儀器 1三氧化鉻-石英砂氧化管； 2多孔玻板吸收管(裝10 mL吸收液型)； 3便攜式空氣采樣器：流量范圍01L/min； 4分光光度計。 (三) 試劑 所用試劑除亞硝酸鈉為優(yōu)級純(一級)外，其他均為分析純。所用水為不含亞硝酸根的二次蒸餾水，用其配制的吸收液以水為參比的吸光度不超過0.005(540nm，1

30、cm比色皿)。 1N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽儲備液：稱取0.50g N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽C10H7NH(CH2)2NH2·2HCl于500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。此溶液貯于密閉棕色瓶中冷藏，可穩(wěn)定三個月。 2顯色液：稱取5.0 g對氨基苯磺酸NH2C6H4SO3H溶解于200 mL熱水中，冷至室溫后轉(zhuǎn)移至1000 mL容量瓶中，加入50.0 mL N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽儲備液和50 mL冰乙酸，用水稀釋至標線。此溶液貯于密閉的棕色瓶中，25以下暗處存放可穩(wěn)定三個月。若呈現(xiàn)淡紅色，應(yīng)棄之重配。 3吸收液：使用時將顯色液和水按4+1(V/V)比例混合而成。 4亞硝

31、酸鈉標準儲備液：稱取0.3750 g優(yōu)級純亞硝酸鈉(NaNO2，預(yù)先在干燥器放置24h)溶于水，移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至標線。此標液為每毫升含250gNO2-，貯于棕色瓶中于暗處存放，可穩(wěn)定三個月。 5亞硝酸鈉標準使用溶液：吸取亞硝酸鈉標準儲備液1.00 mL于100 mL容量瓶中，用水稀釋至標線。此溶液每毫升含2.5gNO2-，在臨用前配制。 (四) 測定步驟 1標準曲線的繪制：取6支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制NO2-標準溶液色列： NO2-標準溶液色列管 號012345標準使用溶液(mL)00.400.801.201.602.00水(mL)2.001.601.2

32、00.800.400顯色液(mL)8.008.008.008.008.008.00NO2-濃度(g/mL)00.100.200.300.400.50將各管溶液混勻，于暗處放置20 min(室溫低于20時放置40 min以上)，用1 cm比色皿于波長540 nm處以水為參比測量吸光度，扣除試劑空白溶液吸光度后，用最小二乘法計算標準曲線的回歸方程。 2采樣：吸取10.0 mL吸收液于多孔玻板吸收管中，用盡量短的硅橡膠管將其串聯(lián)在三氧化鉻-石英砂氧化管和空氣采樣器之間，以0.4 mL/min流量采氣424L。在采樣的同時，應(yīng)記錄現(xiàn)場溫度和大氣壓力。3樣品測定：采樣后于暗處放置20 min(室溫20以

33、下放置40 min以上)后，用水將吸收管中吸收液的體積補充至標線，混勻，按照繪制標準曲線的方法和條件測量試劑空白溶液和樣品溶液的吸光度，按下式計算空氣中NOx的濃度： 式中：CNOx-空氣中NOx的濃度(以NO2計，mg/m3)； A、A0-分別為樣品溶液和試劑空白溶液的吸光度； b、a-分別為標準曲線的斜率(吸光度·mL/g)和截距； V-采樣用吸收液體積(mL)； V0-換算為標準狀況下的采樣體積(L)； f-Saltzman實驗系數(shù)，0.88(空氣中NOx濃度超過0.720 mg/m3時取0.77)。實驗七、堿液吸收含SO2氣體一、實驗?zāi)康? 了解用吸收法凈化廢氣中SO2的原理

34、和效果；2 改變空塔速度，觀察填料塔內(nèi)氣液接觸狀況和液泛現(xiàn)象；3 測定填料塔的吸收效率及降壓的方法；4 測定化學(xué)吸收體系（堿液吸收SO2）的體積吸收系數(shù)。二 實驗原理含S02的氣體可采用吸收法凈化。由于SO2在水中溶解度不高，常采用化學(xué)吸收方法。吸收SO2吸收劑種類較多，本實驗采用NaOH或Na2CO4溶液作吸收劑，吸收過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3實驗過程中通過測定填料吸收塔進山口氣體中SO2的含量，即可近似計算出吸收塔的平均凈化效率，進而了解吸收效果。氣體中SO2含量的測定采

35、用碘量法或SO2測定儀。實驗中通過測出填料塔進出口其他的全壓，即可計算出填料塔的降壓。對于堿液吸收SO2的化學(xué)吸收體系，也可以通過實驗測出體積吸收系數(shù)。三 實驗裝置 流程儀器設(shè)備和試劑1 實驗裝置流程實驗裝置流程如圖3-1所示。吸收液從高位液槽通過轉(zhuǎn)子流量計，有填料塔上部經(jīng)噴淋裝置進入塔內(nèi)，流經(jīng)填料表面，有塔下部排出，進入受液槽?？諝庥锌諌簷C經(jīng)緩沖罐后，通過轉(zhuǎn)子流量計進入混合緩沖器，并于SO2氣體相混合，配制成一定濃度的混合氣。SO2來自鋼瓶，并經(jīng)毛細管流量計計量后進入混合緩沖器。含SO2的空氣從塔底進氣口進入填料塔內(nèi)，通過填料層后，氣體經(jīng)除霧妻后有塔頂排除。2 實驗儀器設(shè)名1) 空壓機（壓力

36、3Kg/Cm2）（24KPa），氣量3.6M3/h一臺2) 液體SO2鋼瓶 1瓶；3) 填料塔1臺；4) 填料（=58瓷環(huán)） 若干；5) 泵 （揚程2m，流量400L/h）1臺；6) 緩沖罐 （0.4m3)1個；7) 高位槽 （50mm*50mm*50mm） 1個； 8) 混合緩沖槽（0.3m）1個9) 受液槽（60mm×60mm×50mm）1個；10) 轉(zhuǎn)子流量計（水）（10100l/h）1個；11) 轉(zhuǎn)子流量計（氣）（440m3/h）1個；12) 毛細管流量計(0.10.3mm)1個；13) U形管壓力計（200mm）3只；14) 壓力表(0-3Kg/cm2)1只；15

37、) 溫度計（0-100）2支；16) 空盒式大氣壓力計 1只；17) 玻璃篩板吸收瓶 （250mL） 20只；18) 錐形瓶 (250mL)20 只；19) 煙氣測試儀（采樣用）或綜合煙氣分析儀 2臺；3.試劑（1）采樣吸收液，取11g氨基磺酸銨，7g硫酸銨，加入少量水，攪拌使其溶解，繼續(xù)加水至1000mL，以硫酸（C(H2SO4)=0.05mol/L）和氨水（C(NH3·H2O)=0.1mol/L）調(diào)節(jié)PH至5.4。（2）碘貯備液（C(I2)=0.05mol/L），稱取12.7g碘放入燒杯中，加入40g碘化鉀，加25mL水，攪拌至全部溶解后，用水稀釋至1升，貯入棕色試劑瓶中。標定：

38、準確吸收25mL碘貯備液，以硫代硫酸鈉溶液（C(Na2S2O3)=0.1mol/L），滴定溶液由紅棕色變?yōu)榈S色后，加5ML5%淀粉溶液，繼續(xù)用硫代硫酸鈉溶液滴定至蘭色恰好消失為止，記下滴定用量，則；C=(I2)=(C(Na2S2O3)*V)/(25*2)=0.0543試中：V消耗硫代硫酸鈉溶液的體積，ml。（3 ）碘溶液C=(I2)=0.005mol/L：準確吸取100ML墊儲備液C=(I2)=0.05mol/L于1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖均，存儲與棕色瓶內(nèi)，保存與暗處。（4） 硫代硫酸鈉溶液C(Na2S2O3)=0.1MOL/L:取25g硫代硫酸鈉Na2S2O3·5

39、H2O和0.2g無水碳酸鈉溶于1000ml新煮沸，并冷卻了的水中，充分混均存于棕色瓶中。放置3天后進行標定。若渾濁，應(yīng)過濾。標定： 將碘酸鉀于120140干燥1。52小時，待干燥器冷卻室溫。稱取0.9-1.1g溶于水中，移入250ml容量瓶中，稀釋至標線，搖均。吸取25ml此溶液，于250ml碘量瓶中，加2g碘化鉀，溶解后，加10ml鹽酸C（HCL）=2MOL溶液，搖均。于暗處放5min，加75ml水，以硫代硫酸鈉溶液C(Na2S2O3)=0.1mol/L滴定。溶液為淡黃色后，加75ml水，以硫代硫酸鈉溶液滴定到蘭色恰好消失為止，記消耗量。另取25ML蒸餾水，以同樣條件進行空白滴定，記消耗量。

40、硫代硫酸鈉溶液C1/2Na2S2O3=(W * 25/250)/(V-V0) * 35.67/1000=W*100/(V-V0) * 35.67式中 W碘酸鉀的質(zhì)量 V滴定碘消耗硫代硫酸鈉體積 V0滴定空白溶液消耗硫代硫酸鈉體積 35.67碘酸鉀分子量的1/6（5）0.5%淀粉溶液：取0.5可溶淀粉，調(diào)成糊狀，到入100ml煮沸飽和氯化鈉水中，繼續(xù)煮直到溶液澄清（6） 5%烷堿或純堿：稱工業(yè)用燒堿5Kg，溶入0.1m3水中，作為吸收體系的吸收液。四 實驗方法和步驟1 、連接裝置，檢查是否漏氣，關(guān)嚴吸收塔的進氣閥。打開緩沖罐上的放空閥，并在高位液槽中住入配制好的5%的堿溶液2 、在玻璃篩板吸收瓶

41、內(nèi)裝入采樣用的吸收液50ml3 、打開吸收塔的進液閥，并調(diào)節(jié)液體流量，使液體均勻噴淋，并沿填料表面緩慢流下，以充分潤濕填料表面，當液體由塔底流出后，將液體流量調(diào)至35L/H左右4、 開啟空壓機，逐漸關(guān)小放空閥，并逐漸打開吸收塔的進氣閥。調(diào)節(jié)氣體流量，使塔內(nèi)出現(xiàn)掖泛。仔細觀察此時的氣液接觸光礦，并記錄下液泛時的氣速5、 逐漸減小氣體流量，在液泛現(xiàn)象消失后。既在接近液泛現(xiàn)象，吸收塔能正常工作時，開啟S02氣瓶，并調(diào)節(jié)其流量，使氣體中S02的含量為0105(體積分數(shù))。6、經(jīng)數(shù)分鐘后，待塔內(nèi)操作完全穩(wěn)定后，按表32的要求開始測量并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。7、在塔的上下取樣口用煙氣測試儀(或大氣采樣器)同時采樣

42、。采樣時，先將裝入吸收液的吸收瓶放在煙氣測試儀的金屬架上。吸收瓶上和玻璃篩板相連的接口與取樣口相連，吸收瓶上另一接口與煙氣測試儀的進氣口相連(注意：不能接反)。然后，開啟煙氣測試儀，以0.5L/min采樣流量采樣5lO分鐘(視氣體中S02濃度大小而定)，取樣2次。8、在液體流量不變，并保持氣體中S02濃度在大致相同的情況下，改變氣體的流量，按上述方法，測取45組數(shù)據(jù)。9、實驗完畢后先關(guān)掉S02氣瓶，待l-2分鐘后再停止供液，最后停止鼓入空氣。10、樣品分析。將采過樣的吸收瓶內(nèi)的吸收液倒入錐形瓶中，并用15mL。吸收液洗滌吸收瓶2次，洗滌液并入錐形瓶中，加5mL淀粉溶液，以碘溶液c(I2)=00

43、5molL滴定至藍色，記下消耗量(V)。另取相同體積的吸收液，進行空白滴定，記下消耗量(V0)，并將結(jié)果填入表31中。11、按表53要求的項目進行有關(guān)計算。五、實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理1、實驗數(shù)據(jù)的處理(1)由樣品分析數(shù)據(jù)計算標準狀態(tài)下氣體中SO2的濃度。(S02)=(V-V0)×C(I2)×64×1000/VNd(mg/m3) (31)式中：JD(SO2)標準狀態(tài)下二氧化硫濃度，(mgm3 )； V滴定樣品消耗碘溶液的體積，mL； C(I2)碘溶液物質(zhì)的量濃度，molL V0滴定空白消耗碘溶液的體，mL； 64二氧化硫的相對分子質(zhì)量； VNd標準狀態(tài)下的采樣體積， VNd可用下式計算： VNd=158×q×r×(Pm