水质工程学实验报告

1、 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验一 混凝试验一、实验目的：1.学会求一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、PH、水流速度梯度）的基本方法；2.观察混凝 现象，加深混凝机理的理解，了解混凝影响因素；二、实验基本原理： 胶体微粒都带有电荷，它们之间的电斥力是影响胶体稳定性的主要因素，一般天然水体颗粒的电动电位在-30mv以上，投加混凝剂后，只要该电荷点位降到-15mv左右即可得到。三、主要仪器设备及耗材：智能型混凝试验搅拌仪（六联搅拌器），酸度计一台，低浊度仪一台，双向磁力搅拌器一台，1000ml烧杯六个，200m

2、l烧杯两个，1000ml量筒一个，1ml、2ml、5ml移液管各一根，酸碱溶液各一瓶，混凝剂溶液一瓶（5%硫酸铝）四、实验步骤： (1)本次试验选用的是二号水样，将桶中原水搅拌均匀，测定水样的温度、酸碱度、浊度和pH值。 (2) 确定水样中能形成矾花的近似最小混凝剂量，在烧杯中加入200ml水样并将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，并且每次增加0.1mL的混凝剂投加量，直至出现矾花。记录生成小矾花是的混凝剂的最小投加量。 (3)在六个大烧杯中分别加入1L的原水，以上一步所得的最小投加量为基准，设置六组梯度试验，每组用量别为最小投加量的1/3、2/3、1、1.5、2、2.5倍。加入到相应的药剂试管中

3、。(4)设定六联混凝搅拌仪，第一阶段：时间30s，转速500r/min；第二阶段：时间10min，转速为250r/min；第三阶段；时间10min，转速100r/min；第四阶段 沉淀10min。启动搅拌仪。(5)待搅拌仪停止后，分别从六个大烧杯中取样，测浊度，记录数据，得出最佳投加量。(6)再向六个烧杯中分别加入1L原水，以原水的PH值为基准，混凝剂的最适用PH值范围为参考范围，设置六组梯度试验，用10%NaOH溶液和10%HCL溶液来调节PH。(7)向六个大烧杯中加入之前测出的混凝剂的最佳投加量，启动搅拌仪。(8)重复5的步骤，测出浊度，记录数据，得出最适PH值。五、实验数据及处理结果 组

4、别项目123456加混凝剂的量（ml）2.54.6710.51417.5浊度（NTU）75.2512.457.76.054.46.05PH值45.67.178.49.210加酸或碱的量（ml）HCL0.55HCL0.3原水NaOH0.1NaOH0.22NaOH0.74浊度（NTU）26.116.958.857.29.0512.45有图可知，当投加量为14ml时，浊度最低为最佳投加量有图可知当ph=8.4时浊度最低，处理效果好，PH过大或过小都会抑制处理效果。6、 思考讨论题1、 根据实验观察及实验结果，简述影响混凝的几个因素？答：从实验结果和数据来看，影响混凝效果的因素主要有PH值、混凝剂的投

5、加量，搅拌速度等。 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验二 过滤反冲洗实验1、 实验目的： 1.掌握清洁过滤时水头损失的计算方法和水头损失的变化规律 2.掌握反冲洗滤层的水头损失的计算方法2、 实验原理 快滤池滤料层能截留粒径远比滤料孔隙小的水中杂志，主要通过接触絮凝作用，其次为筛滤作用和沉淀作用。要是想使过 滤出水水质好，除了滤料组成须符合要求外 ，沉淀前或滤前头家混凝剂也是必不可少的。当过滤水头损失达到最大允许水头损失时，滤池需进行冲洗。少数情况下，虽然水头损失未达到最大允许值，但如果滤池出水浊度超过规定要求，也

6、需进行冲洗。冲洗强度需满足底部滤层恰好膨胀的要求。清洁滤层水头损失计算公式水质工程学教材公式。当滤速不高，清洁滤层中水流属层流时，水头损失与滤速成正比，二者成直线 关系；当滤速较高时，计算结果偏低，即水头损失增长率超过滤速增长率。当滤池的水头损失达到预定极限或水质恶化时，就需要进行反冲洗。滤层的膨胀率对反冲洗效果影响大，对于给定的滤层，在一定水温下的滤层膨胀率决定于冲洗强度。3、 实验设备及用具过滤装置一套（陶砾）、流量计两个、测压板一个。4、 实验步骤1、将水箱灌满水，插上电源2、清洁砂层过滤，水头损失实验开始，开启进水阀门，过滤阀门，测压板第一个和最后一个阀门 ，关闭反冲洗阀门。3、调节流

7、量计，改变其滤速并调节进水阀门，是的过滤柱内的水面保持不变，同时读出测压板两玻璃管的读数。记录数据，重复此步骤5次。4、关闭测压板上的两个阀门，进水阀门，将过滤柱中的水放干，用力拍过滤柱，是滤料分布均匀，量出滤层厚度。5、关闭过滤阀门，开启反冲洗阀门，调节反冲洗流量计，改变其滤速，待滤料表面稳定后，读出滤层厚度，重复此步骤5次，记录数据。5、 实验数据与处理结果过滤实验数据测试次数流量（ml/s）滤速实测水头损失Q/W（cm/s）36Q/W（m/h）测压管水头（cm）hb-hahbha1250.393174491142181.83.42500.78634898228.

8、30856334157.4155.12.331001.57269796356.61712668156.1143.412.741502.35904694584.92569002151.2131.22052003.145395927113.2342534136.8106.830过滤反冲洗数据测试次数反冲洗量（ml/s）膨胀 砂层厚度（cm）6、 砂层膨胀度e=L-L0/L0（%）砂层原始厚度（cm）1520116.824.5202558693.8260011926.865671643680124.933.155650324720126.234.541577835800130.839.445629有

9、图可知，在过滤试验中，滤速越大水头损失也增大 ，二者成线性相关。而在过滤与反冲洗试验中，冲洗量与砂层膨胀度也成线性关系。 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验三 消毒实验1、 实验目的氯消毒广泛应用于给水处理和污水处理。由于不少水源受到不同程度的污染，水中含有一定浓度的氨氮，掌握折点加氯消毒的原理及其实验技术，对解决受污染水源的消毒问题很有必要。目的：1、掌握折点加氯消毒的实验技术 2、了解氯消毒的基本原理 3、掌握加氯量，需氯量的计算方法2、 实验原理 氯气和漂白粉加入水中后发生如下反应： Cl2+H2O

10、=HOCl+HCl （5-1） 2Ca(OCl)2+2H2O=2HOCl+Ca(OH)2+CaCl2      （5-2） HOCl=H+OCl（5-3）  次氯酸和次氯酸根均有消毒作用，但前者消毒效果较好，因细菌表面带负电，而HOCl是中性分子，可以扩散到细菌内部破坏细菌的酶系统，妨碍细菌的新陈代谢，导致细菌的死亡。 如果水中没有细菌、氨、有机物和还原性物质，则投加在水中的氯全部以自由氯形式存在，即余氯量=加氯量 由于水中存在有机物及相当数量的氨氮化合物，它们性质很不稳定，

11、常发生化学反应逐渐转变为氨，氨在水中是游离状态或以铵盐形式存在。加氯后，氯与氨必生成“化合性”氯，同样也起消毒作用。根据水中氨的含量，pH值高低及加氯量多少、加氯量与剩余氯量的关系，将出现四个阶段，即四个区间。                                

12、60;    第一区OA段：表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，消毒效果不可靠。 第二区AH段：加氯量增加后，水中有机物等被氧化殆尽，出现化合性余氯，反应式为： NH3+HClO=NH2Cl+H2O              （5-4） NH2Cl+HClO=NHCl2+H2O         &#

13、160;  （5-5） 若氨与氯全部生成NH2Cl则投加氯气用量是氨的4.2倍，水中pH<6.5时主要生成NHCl2。 第三区HB段：投加的氯量不仅生成NHCl2、NCl3，同时还发生下列反应： 2NH2Cl+HOCl = N2  +3HCl+H2O   （5-6） 结果使氨氮被氧化生成一些不起消毒作用的化合物，余氯逐渐减少最后到最低的折点B。  第四区BC段：继续增加加氯量，水中开始出现自由性余氯。加氯量超过折点时的加氯称为折点加氯3、

14、实验器材及设备六联搅拌仪，次氯酸钠漂白粉试剂，余氯检测计，1g/L的氨氮溶液，移液管1ml、5ml、10ml各一支，1000ml量筒一个，小烧杯若干，缓冲剂药片若干。4、 实验步骤1、 去5ml漂白粉试剂，稀释四倍，用余氯计测其氯值，确定其浓度记录数据。2、 分别在六个大烧杯中加入1L的自来水，再分别加入1买了的氨氮溶液。3、 根据计算公式，计算实验所需的投氯量。4、 根据计算所得的投药量作为中间值，设置梯度实验六个，差值为1到2ml。5、 将每组所要添加的试剂方到相应的药剂管，六联搅拌仪设定时间为11min，启动搅拌仪6、 带仪器停止后，取样，测定其余氯值，记录数据绘图。5、 实验数据与处理

15、结果123456漂白粉投加量（ml）252728.829.830.832加氯量（mg/L）0.6060.6540.710.860.880.96余氯量（mg/L）0.680.870.6980.7220.7450.755 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验四 离子交换实验1、 实验目的1、 了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法2、 加深对复床除盐基本理论的理解2、 实验原理 离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换树脂在电解质溶液中进行的。利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。水中各种无机盐类

16、电离生成的阴阳离子经过H型离子交换树脂时，水中阳离子被H+取代，经过OH型离子交换树脂时，水中阴离子被OH-取代。进入水中的H+和OH-结合成H2O，从而达到去除无机盐的效果。水中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理的水中离子很少，导电率很小，电阻值很大，生产上常以水的导电率控制离子交换后的水质。 阳离子交换树脂是以钠离子（Na+型）或氢离子型（H+型）置换溶液中的阳离子从而将其去除掉。置换反应为： 钠型:NaOR+M2+MR+2Na+ 氢型:H2R+MMR+2H+反应式中R表示树脂，M2+表示阳离子。  阴离子交换树脂是以羟基（O

17、H-）离子置换溶液中的阴离子，从而将其去除掉，置换反应式为： R(OH)+A2- RA+2OH- 反应式中R表示树脂；A2-表示阴离子。3、 实验装置设备离子软化与除盐实验装置,电导仪,酸度计,烧杯若干。 4、 实验步骤1、 测定原水的PH值，电导率，记录数据。2、 排除阴阳离子交换柱中的废液。3、 开启阴离子交换柱进水阀和出水阀，调整交换柱内流速为20L/h4、 先关闭阳离子的出水阀门，开启阴离子的交换柱的进水阀门及出水阀门。5、 交换3到5min后，测定各离子交换柱出水的PH值和电导率。6、 依次令交换柱内流速为40L/h，60L/h，80L/h，100L/h

18、，进行实验，测定其出水的PH值及电导率，记录数据。5、 实验数据及处理结果阴离子树脂流量（L/h）20406080100PH值10.3410.1410.1110.05975电导率（us/m）1190867702610497阳离子树脂流量（L/h）20406080100PH值3.053.063.153.163.19电导率（us/m）34903200282026602480 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验五 活性炭吸附实验1、 实验目的1、 通过实验进一步了解活性炭的吸附工艺及性能，并熟悉整个实验操作2、 掌握 活

19、性炭吸附公式中常数的确定方法2、 实验原理 活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附现象，也有化学吸着作用。有一些被吸附物质先在活性炭表面上积聚浓缩，继而进入固体晶格原子或分子之间被吸附，还有一些特殊物质则与活性炭分子结合而被吸着。水中所含的溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附，同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面，重新进入水中即同时发生解吸现象。当吸附和解吸处于动态平衡状态时，称为吸附平衡。这时活性炭和水（即固相和液相）之间的溶质浓度，具有一定的分布比值。如果在一定压力和温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe，即吸附容

20、量可按下式计算：                式中qe 吸附容量（mg/g）；V-污水体（L）；m活性炭投加量（g）C0、Ce分别为吸附前原水中溶质浓度和吸附平衡时水中的溶质浓度（mg/L） qe的大小除了决定于活性炭的品种之外，还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH 有关。一般说来，当被吸附的物质能够与活性炭发生结合反应，被吸附物质不易溶解于水而受到水的排斥作用，活性炭对被吸附物质的亲和作用力强，被吸附物质的

21、浓度又较大时，qe值就比较大。 描述吸附容量qe与吸附平衡时溶液浓度C的关系有Langmuir、BET和Freundlich吸附等温式等。 在水和污水处理中通常用Fruendlich 表达式来比较不同温度和不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量，即                    式中qe 吸附容量（mg/g）； K 与吸附比表面积、温度

22、有关的系数； n 与温度有关的常数，n > 1； Ce 吸附平衡时的溶液浓度（mg/L）。 这是一个经验公式，通常用图解方法求出K , n的值，为了方便易解，往往将上式变换成线性对数关系式： =-=       式中 C0 水中被吸附物质原始浓度（mg/L）； Ce 被吸附物质的平衡浓度（mg/L）； m 活性炭投加量（mg/L）3、 实验装置设备与材料 摇瓶柜

23、一台，分光光度仪一台，玻璃棒两个，三角烧瓶若干，500ml、100ml量筒各一个，滤纸擦镜纸若干，三角漏斗5个，电子天秤一台，容量瓶：1000ml、500ml各一个、100ml 5个。亚甲基蓝，比色皿四个，移液管：5ml、10ml、15ml各一支。4、 实验步骤1、 配置有色水样，用电子天秤乘凉172mg亚甲基蓝（100200mg之间即可），配置于1000ml容量瓶中，亚甲基蓝浓度为172mg/L。2、 绘制亚甲基蓝标准曲线：1.配置亚甲基蓝标准溶液：称取0.05g亚甲基蓝用蒸馏水溶解后移入500ml容量瓶，并稀释至标线，标准溶液为0.1mg/ml。2.用移液管分别吸取亚甲基蓝标准溶液5ml、

24、10ml、20ml、30ml、40ml于100ml容量瓶中，稀释至100ml摇匀。以蒸馏水为参比，在波长为470mm处用分光光度仪测定吸光度，记录数据绘制出标准曲线。3、 在五个三角烧瓶中分别放入 100、200、300、400、500mg上述相同的活性炭粉末，并加入200ml水样，放入摇床，以100r/min速度摇动30min。4、 将摇好的三角烧瓶中的水样用慢速过滤法进行过滤，吸取滤后溶液在分光光度仪上测定相应的吸光度，并在标准曲线上查出相应的浓度，记录数据。五实验结果处理水样浓度172mg/L 振荡时间30minn 水样体积1000ml1、 亚甲基蓝标准曲线测定结果水样体积V/ml水样浓

25、度c（mg/ml）吸光度（abs）550.03910100.05220200.07230300.09240400.110 2、 间歇式吸附实验记录表，各三角烧瓶过滤后吸光度的测定 项目编号水样体积V/ml水样浓度C0（mg/L）吸光度（abs）吸附平衡时浓度Ce（mg/L)lgCe活性炭投加量m（g/L）(C0-Ce)/mlg(C0-Ce)/m12001720.19380.73 1.91 0.5182.55 2.26 22001720.13149.88 1.70 1122.12 2.09 32001720.11139.93 1.60 1.588.05 1.94 42001720.09431.4

26、7 1.50 270.26 1.85 52001720.06617.54 1.24 2.561.78 1.79 4、 计算：根据吸附等温线的线性公式和原理中的计算公式求出K和n。由图可知：lgK=0.82203 1/n=0.73206=6.638×Ce0.73206 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 实验六 离子交换容量实验1、 实验目的1、 加深对离子交换基本理论的理解；2、 学会离子树脂全交换容量的测定3、 学会离子容量交换实验的操作方法2、 实验原理离子交换树脂的容量表示离子交换剂中可交换的离子量的多少，为了正确地比较各树脂性能，常在测定性能前将其转变为某种固定的形态。全交换容量（E）：指树脂中所有活性基团因全部再生成可交换的离子总量，它是平衡交换容量的最大值，常用酸碱滴定法确定其值。离子交换树脂全交换容量分别按下式计算：1、 强酸阳离子树脂：式中：CNaOH标准溶液浓度，mmo