水污染控制工程實(shí)驗(yàn)

水污染控制工程實(shí)驗(yàn)第1頁/共53頁水污染控制工程實(shí)驗(yàn)第2頁/共53頁實(shí)驗(yàn)一混凝實(shí)驗(yàn)第3頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過混凝實(shí)驗(yàn)，觀察礬花的形成過程及混凝沉淀效果，不僅可以選擇投加藥劑種類，數(shù)量，同時(shí)還取決于水的,水流速度梯度等因素。通過本實(shí)驗(yàn),希望達(dá)到如下目的:1.掌握一般微污染水體最佳混凝條件的基本方法

2.加深對混凝機(jī)理的了解第4頁/共53頁二、實(shí)驗(yàn)原理

膠體顆粒(膠粒)帶有一定的電荷,消除或降低膠體顆粒穩(wěn)定因素的過程叫做脫穩(wěn)。脫穩(wěn)后的膠粒，在一定的水力條件下，才能形成較大的絮凝體，俗稱礬花。直徑較大且較密實(shí)的礬花容易下沉。自投加混凝劑直至形成較大礬花的過程叫混凝。第5頁/共53頁三、設(shè)備及試劑(一)儀器設(shè)備1.六聯(lián)混凝試驗(yàn)攪拌儀一臺2.洗耳球1個(gè)，配合移液管移藥用3.1mL、5mL、10mL移液管各2根4.1000mL量筒1個(gè)，量原水體積5.PHS-2型酸度計(jì)1臺。6.濁度儀1臺。第6頁/共53頁三、設(shè)備及試劑(二)試劑10g/L（Al2O3計(jì)）濃度硫酸鋁2.10g/L三氯化鐵3.10g/L聚合氯化鋁4.10%HCl5.10%NaOH第7頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理表1.原始數(shù)據(jù)及三種混凝劑濁度測定記錄表原水混濁度原水溫度原水PH值混凝劑名稱AL2(SO4)3FeCl3聚合氯化鋁礬花形成最佳量111222333444555666第8頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理表2.PH最佳值選擇水樣編號123456投加的10%HCl2.51.51.0投加的10%NaOH0.20.71.2PH混凝劑投加量剩余混濁度123均第9頁/共53頁六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，簡述影響混凝的幾個(gè)主要因素。2.為什么加大投藥量時(shí)，混凝效果不一定好。3.本實(shí)驗(yàn)與水處理實(shí)際情況有哪些差別,怎樣改進(jìn)?4.設(shè)計(jì)測定最佳pH值和最佳投加量實(shí)驗(yàn)過程。

第10頁/共53頁

實(shí)驗(yàn)二

化學(xué)氧化法處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)第11頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⑽廴疚镅趸癁闊o害的終端產(chǎn)物或較易生物降解的中間產(chǎn)物，從而降低廢水中的COD和BOD，使廢水中的有毒物質(zhì)無害化。1、了解Fenton試劑氧化法處理有機(jī)工業(yè)廢水的基本原理。2、掌握Fenton試劑氧化法的實(shí)驗(yàn)步驟。第12頁/共53頁二、實(shí)驗(yàn)原理Fenton試劑法是以過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的化學(xué)氧化法。只有這兩種試劑在一起時(shí)，才會顯出很強(qiáng)的氧化能力。

Fenton試劑法可用于處理難生物降解的有機(jī)廢水和燃料廢水的脫色、處理含烷基苯磺酸鹽、酚、表面活性劑、水溶性高分子（如聚乙二醇、聚乙烯醇）廢水特別有效。第13頁/共53頁三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑1、可加熱電磁攪拌器：1臺2、測定裝置，一臺3、250燒杯、250量筒、20移液管、1000容量瓶，各一個(gè)4、30%的過氧化氫5、1mol/L氫氧化鈉6、1mol/L硫酸亞鐵溶液7、0.1mol/L高錳酸鉀溶液8、0.5mol/L硫酸第14頁/共53頁四、實(shí)驗(yàn)步驟有機(jī)廢水的氧化處理1.稱取0.024g對甲氧基苯胺于250ml燒杯中，加水200ml，攪拌溶解，取20ml該溶液測定。剩余溶液以0.5mol/L的硫酸或1mol/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH至4（用試紙）。2.置燒杯于電磁攪拌器上，在約25℃下攪拌，加入新配制的硫酸亞鐵溶液0.5ml和1ml過氧化氫，攪拌1h后，邊攪拌邊滴加0.1mol/L高錳酸鉀溶液，至淺棕紅色不退為止，放置20min后，再調(diào)節(jié)PH至7，過濾，測定濾液的COD。第15頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1.去除率（%）=（處理前水樣的COD-處理后水樣的COD）/處理前水樣COD×100%2.結(jié)果填表：水樣處理前水樣COD處理后水樣CODV0滴定終讀數(shù)/mL滴定始讀數(shù)/mLCOD/(mg/L)水樣處理前水樣COD處理后水樣CODV0滴定終讀數(shù)/mL滴定始讀數(shù)/mLCOD/(mg/L)第16頁/共53頁六、結(jié)果與討論1.實(shí)驗(yàn)操作中有哪些注意事項(xiàng)?2.如何提高去除率?3.濕式氧化、臭氧氧化、氯氣氧化等氧化方法分別適用于哪類工業(yè)廢水的處理?第17頁/共53頁實(shí)驗(yàn)三水污染控制模擬實(shí)驗(yàn)第18頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃幚?給水或廢水處理)工程設(shè)計(jì)中,停留時(shí)間是水處理設(shè)備使用最廣泛的參數(shù)之一。水在處理構(gòu)筑物中停留時(shí)間與水的流動特性、處理設(shè)備的特性(種類、形狀、尺寸等)、水溫、污染物性質(zhì)、活性污泥性質(zhì)濃度等因素有關(guān)。1.掌握停留時(shí)間和停留時(shí)間分布的基本概念。2.學(xué)會用示蹤法測定停留時(shí)間和停留時(shí)間分布函數(shù)。第19頁/共53頁二、實(shí)驗(yàn)原理1.停留時(shí)間分布函數(shù)和平均停留時(shí)間水進(jìn)入構(gòu)筑物后,便以不同的路線流過構(gòu)筑物,在同一時(shí)刻進(jìn)入構(gòu)筑物的水,其停留時(shí)間各不相同,一般不等于設(shè)計(jì)值。2.停留時(shí)間分布函數(shù)的測定測定停留時(shí)間分布函數(shù)的常用方法有兩種:脈沖法(impulseinput)和躍階法(stepinput)。第20頁/共53頁三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備1.實(shí)驗(yàn)裝置:高位穩(wěn)壓水槽,氧化溝模型或完全混合型曝氣池組成。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器儀表氧化溝模型分析天平:1臺曝氣池模型燒杯:50ml,50只高位穩(wěn)壓水槽秒表:1塊電動機(jī)容量瓶:500ml,1只,50ml,6只直流穩(wěn)壓電源移液管:1ml、2ml、5ml,各1只曝氣葉輪量筒:1000ml,1只分光光度計(jì):1臺洗耳球:1只第21頁/共53頁氧化溝工藝第22頁/共53頁活性污泥曝氣池第23頁/共53頁四、實(shí)驗(yàn)步驟1.配制若丹明B標(biāo)準(zhǔn)溶液稱取0.050g若丹明B（用分析天平），溶于500ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，配制成0.01%的若丹明B標(biāo)準(zhǔn)溶液。在5只50ml的容量瓶內(nèi)分別加入1、2、3、4、5ml0.01%的若丹明B溶液，配制成濃度分別2、4、6、8、10mg/l的標(biāo)準(zhǔn)溶液。2.用配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液確定最大吸收波長（540~560nm）。3.在分光光度計(jì)上讀取相應(yīng)于各種若丹明B濃度的光密度，并繪制光密度與若丹明B濃度關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線。4.測定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腕w積5.用體積法測定實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)時(shí)的流量。6.在分析天平上稱取200~250mg若丹明B，溶解于30ml的自來水中。7.用脈沖法投加若丹明B溶液。8.用50ml燒杯在出口端定期取樣，并記錄取樣時(shí)間。9.用分光光度計(jì)一次測定50個(gè)樣本中的示蹤物濃度。第24頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和基本實(shí)驗(yàn)參數(shù)記錄試驗(yàn)日期年月日氧化溝模型有效容積L曝氣池模型有效容積L流量QL/min最大吸收波長nm若丹明B的用量M0mg

2.測定若丹明B標(biāo)準(zhǔn)濃度曲線記錄第25頁/共53頁表1若丹明B標(biāo)準(zhǔn)濃度曲線記錄表容量瓶序號0.01%的若丹明B標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/ml若丹明B濃度（mg/l）光密度（吸光度）A第26頁/共53頁表2氧化溝（或曝氣池）模型測得的示蹤物濃度燒杯序號取樣時(shí)間/min若丹明B濃度（mg/l）光密度（吸光度）A第27頁/共53頁六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論1.是否可以用測定數(shù)據(jù)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性？2.比較不同方法計(jì)算求得的平均停留時(shí)間，討論影響本實(shí)驗(yàn)成果的主要因素。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明你對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牧鲃犹匦缘贸瞿男┙Y(jié)論？本實(shí)驗(yàn)有什么實(shí)際意義？第28頁/共53頁

實(shí)驗(yàn)四活性污泥評價(jià)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)第29頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解評價(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的測定和計(jì)算方法

第30頁/共53頁二、實(shí)驗(yàn)原理

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過低，則污泥礦化程度高，活性及吸附性都較差。一般來說，當(dāng)SVI＜100時(shí)，污泥沉降性能良好；當(dāng)SVI=100~200時(shí)，沉降性能一半，而當(dāng)SVI＞200時(shí)，沉降性能較差，污泥易膨脹。第31頁/共53頁三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備1、曝氣池2、電子分析天平3、烘箱4、馬福爐5、量筒：100，1只6、三角燒瓶：250，1只7、短柄漏斗：1只8、稱量瓶：Ф40×709、瓷坩堝10、干燥器第32頁/共53頁四、實(shí)驗(yàn)步驟1.將Ф12.5cm的定量中速濾紙折好并放入已編號的稱量瓶中，在103~105℃的烘箱中烘2h，取出稱量瓶，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下稱量瓶編號和質(zhì)量m1（g）。2.將已編號的瓷坩堝放入馬福爐中，在600℃溫度下灼燒30min，取出瓷坩堝，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下編號和質(zhì)量m2（g）。3.用100mL量筒量取曝氣池混合液100mL(V1)，靜止沉淀30min，觀察活性污泥在量筒中的沉降現(xiàn)象，記錄下沉淀污泥的體積V2（mL）。4.從已知編號和稱重的稱量瓶中取出濾紙，放置到已插在250mL三角燒瓶上的玻璃漏斗中，取100mL曝氣池中混合液慢慢倒入漏斗過濾。5.將過濾后的污泥連濾紙放入原稱量瓶中，在103~105℃的烘箱中烘2h，取出稱量瓶，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下稱量瓶編號和質(zhì)量m3（g）。6.取出稱量瓶中已烘干的污泥和濾紙，放入已編號和稱重的瓷坩堝中，在600℃溫度下灼燒30min，取出瓷坩堝，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下瓷坩堝編號和質(zhì)量m4（g）。第33頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：（記錄表）2、污泥沉降比計(jì)算：3、混合液懸浮固體濃度計(jì)算：4、污泥體積指數(shù)計(jì)算：5、混合液揮發(fā)性懸浮固體計(jì)算：第34頁/共53頁活性污泥評價(jià)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)記錄表：/g實(shí)驗(yàn)日期：年月日稱量瓶瓷坩堝揮發(fā)分量/g編號m1/gm3/gm3-m1/g編號m2/gm4/gm4-m2/g(m3-m1)-(m4-m2)第35頁/共53頁六.計(jì)算

6.1烘箱烘干法計(jì)算

污泥濃度MLSS（g/L）=（W2-W1）/1000V

式中：

W2——濾紙、沉淀物之混合質(zhì)量，g；

W1——濾紙質(zhì)量，g；

V——取污泥溶液體積，Ml。6.2快速水分測定儀法計(jì)算

污泥濃度MLSS（g/L）=（10-W）/1000V

式中：

W——烘干污泥后天平平衡時(shí)，所加砝碼重，g；

V——取污泥體積，mL。第36頁/共53頁七.思考與討論1.分析影響活性污泥媳婦性能的因素。2.發(fā)育良好的活性污泥具有哪些特征？3.污泥容積指數(shù)與污泥沉降比區(qū)別與聯(lián)系？4.分析活性好的污泥的沉淀過程有何特征？第37頁/共53頁實(shí)驗(yàn)五曝氣設(shè)備充氧能力實(shí)驗(yàn)

第38頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕钚晕勰喾ㄌ幚磉^程中曝氣設(shè)備的作用是使氧氣；活性污泥，營養(yǎng)物三者充分混合，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)。促使氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到活性污泥上，保證微生物有足夠的氧氣進(jìn)行物質(zhì)代謝。由于氧的供給是保證生化處理過程的正常進(jìn)行的主要因素。因此，工程設(shè)計(jì)人員和操作人員常通過實(shí)驗(yàn)來評價(jià)曝氣設(shè)備的供氧能力和動力效力。1.了解曝氣設(shè)備的類型（葉輪、鼓風(fēng)）及評價(jià)曝氣設(shè)備充氧能力的方法（不穩(wěn)定狀況和穩(wěn)定狀況）2.掌握測定曝氣設(shè)備的氧傳遞系數(shù)和充氧能力3.掌握測定α、β系數(shù)的方法第39頁/共53頁二、實(shí)驗(yàn)原理活性污泥法是采取一定的人工措施，創(chuàng)造適宜的條件，強(qiáng)化活性污泥微生物的新陳代謝作用，加速污水中有機(jī)物降解的生物處理技術(shù)。人為的通過一些設(shè)備，加速向水中傳遞氧的一種過程?，F(xiàn)行通用曝氣方法主要有三種，即鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣、鼓風(fēng)機(jī)械曝氣。對于氧轉(zhuǎn)移的機(jī)理主要是劉易斯與懷特曼創(chuàng)建的雙膜理論。第40頁/共53頁三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1.實(shí)驗(yàn)用曝氣筒，直徑Ф120mm,高H=2.0m2.空氣壓縮機(jī)3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)、秒表、溫度計(jì)4.溶解氧瓶（250ml、10個(gè)）5.滴定臺（1個(gè)）6.酸式滴定管（250ml1個(gè)）7.移液管(100ml、1ml、2ml各1只)第41頁/共53頁四、試劑1.脫氧劑：無水硫酸鈉2.催化劑：氯化鈷（0.1mg/l）3.溶解氧分析（碘量法）所需藥品。第42頁/共53頁五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1.向曝氣筒中注入清水至1.8m，取水樣測定水中溶解氧值，并根據(jù)溶解氧濃度公式確定水中溶解氧量。根據(jù)水中溶解氧的量便可計(jì)算出Na2SO3的需要量（實(shí)際投加時(shí)，應(yīng)使用10~20%的超量）；投入氯化鈷量應(yīng)在3.5~5mg/L之間。使用時(shí)先將化學(xué)藥劑進(jìn)行溶解，然后投入曝氣池，用長玻棒在不起泡的情況下攪拌使其擴(kuò)散反應(yīng)完全，（攪拌時(shí)間約為：5~10鐘），使亞硫酸根離子和水中的溶解氧濃度同時(shí)接近于零，測定池內(nèi)水中溶解氧的濃度。2、把充氧裝置的探頭放入曝氣池內(nèi)開始曝氣，計(jì)時(shí)，在穩(wěn)定曝氣的條件下，每隔一段時(shí)間（如5分鐘）測定一次水中的溶解氧，并作記錄，曝氣至溶解氧不再明顯增長為止（達(dá)到近似飽和）。3、本次實(shí)驗(yàn)曝氣強(qiáng)度為2.5m3/m2·時(shí)，風(fēng)量約為：25m3/h。第43頁/共53頁六、結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析曝氣池運(yùn)行條件飽和溶解氧曝氣池中溶解氧變化mg/LKLa充氧量kg/h氧利用系數(shù)備注水深m容積m3風(fēng)量m3/h水溫℃曝氣強(qiáng)度m3/m2·時(shí)理論值mg/l實(shí)測值mg/l充氧過程（分）0510152025303540455055曝氣池中溶解氧變化統(tǒng)計(jì)表第44頁/共53頁1、以充氧時(shí)間t為橫坐標(biāo)，水中溶解氧濃度變化為縱坐標(biāo)作圖繪制充氧曲線，任取兩點(diǎn)；[點(diǎn)坐標(biāo)為（t1，C1）,B點(diǎn)坐標(biāo)為（t2，C2）]，計(jì)算KLa。式中Cs為水溫t攝氏度時(shí)飽和溶解氧的理論值，查表可得）。附表鼓風(fēng)曝氣氧實(shí)驗(yàn)記錄2、以充氧時(shí)間為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)作圖，從其支線的斜率上求出KLa。3、分別計(jì)算充氧量，氧利用系數(shù)以及動力效率。第45頁/共53頁七、思考與討論1、鼓風(fēng)曝氣設(shè)備與機(jī)械曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)有何不同？2、分析曝氣在活性污泥生物處理法中的作用。3、曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)為何均是清水？其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值是多少？第46頁/共53頁實(shí)驗(yàn)六活性炭吸附實(shí)驗(yàn)第47頁/共53頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.

活性炭處理工藝是運(yùn)用吸附方法來去除異味、色度、某些離子以及難生物降解的有機(jī)污染物。2.通過活性炭吸附