《水污染控制技术》-实训指导书

1、PAGE PAGE 62实验一 颗粒自由沉淀实验一、实验目的 1加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解。2掌握颗颗粒自由由沉淀实实验的方方法，并并能对实实验数据据进行分分析、整整理、计计算和绘绘制颗粒粒自由沉沉淀曲线线。二、实验原原理颗粒的自由由沉淀是是指在沉沉淀的过过程中，颗颗粒之间间不互相相干扰、碰碰撞、呈呈单颗粒粒状态，各各自独立立完成的的沉淀过过程。自自由沉淀淀有两个个含义：（1）颗粒粒沉淀过过程中不不受器壁壁干扰影影响；（2）颗粒粒沉降时时，不受受其它颗颗粒的影影响。当颗粒与器器壁的距距离大于于50dd（d为为颗粒的的直径）时时就不受受器壁的的干扰。当当污泥浓浓度小于于5000

2、0mgg/l时时就可假假设颗粒粒之间不不会产生生干扰。颗粒在沉砂砂池中的的沉淀以以及低浓浓度污水水在初沉沉池中的的沉降过过程均是是自由沉沉淀，自自由沉淀淀过程可可以由SStokkes（斯斯笃克斯斯）公式式进行描描述。 但但是由于于水中颗颗粒的复复杂性，颗颗粒粒径径、颗粒粒比重很很难或无无法准确确地测定定，因而而沉淀效效果、特特性无法法通过公公式求得得而是通通过静沉沉实验确确定。取一定直径径、一定定高度的的沉淀柱柱，在沉沉淀柱中中下部设设有取样样口，如如图1.1所示，将将已知悬悬浮物浓浓度为CC0的水样样注入沉沉淀柱，取取样口上上水深为为h0，在搅搅拌均匀匀后开始始沉淀实实验，并并开始计计时，经

3、经沉淀时时间t11,t2,ti从从取样口口取一定定体积水水样，分分别记下下取样口口高度，分分析各水水样的悬悬浮物浓浓度C1、C2Ci,从从而通过过公式C0Ci/CC01000%式中：颗粒被被去掉百百分率；C0原水水悬浮物物的浓度度（mgg/l）Citii时刻悬悬浮物质质量浓度度（mgg/l）同时计算：pCi/C01000%式中：p悬浮颗颗粒剩余余百分率率；C0原水水悬浮物物的浓度度（mgg/l）Citii时刻悬悬浮物质质量浓度度（mgg/l）图11 自由由沉淀示示意图通过下式计计算沉淀淀速率u=h010/ti60式中：u沉淀速速率（mmm/ss）；h0取样样口高度度（cmm）ti沉淀淀时间（m

4、min）通过以上方方法进行行实验要要注意以以下几点点：（1）每从从管中取取一次水水样，管管中水面面就要下下降一定定高度，所所以，在在求沉淀淀速度时时要按实实际的取取样口上上水深来来计算，为为了尽量量减小由由此产生生的误差差，使数数据可靠靠应尽量量选用较较大断面面面积的的沉淀柱柱。（2）实际际上，在在经过时时间tii后，取取样口上上h高水水深内颗颗粒沉到到取样口口下，应应由两个个部分组组成，即即：uu0h/ti的的这部分分颗粒，经经时间tti后将将全部被被去除。除除此之外外，uu0h/ti的的这一部部分颗粒粒也会有有一部分分颗粒经经时间tti后沉沉淀到取取样口以以下，这这是因为为，沉速速usu0

5、的这部分分颗粒并并不都在在水面，而而是均匀匀地分布布在整个个沉淀柱柱的高度度内，因因此，只只要在水水面下，它它们下沉沉至池底底所用的的时间能能少于或或等于具具有沉速速u0的颗粒粒由水面面降至池池底所用用的时间间ti，那么么这部分分颗粒也也能从水水中被除除去，。但是以以上实验验方法并并未包括括这一部部分，所所以存在在一定的的误差。（3）从取取样口取取出水样样测得的的悬浮固固体浓度度C1、C2Ci等等，只表表示取样样口断面面处原水水经沉淀淀时间tt1,t2,ti后后的悬浮浮固体浓浓度，而而不代表表整个hh水深中中经相应应沉淀时时间后的的悬浮固固体浓度度。三、实验设设备及仪仪器1沉淀装装置（沉沉淀柱

6、、贮贮水箱、水水泵空压压机）2计时用用秒表3 分析析天平（万万分之一一，一台台）4 恒温温烘箱5 具塞塞称量瓶瓶6 量筒筒（1000mll 110个）7 定量量滤纸8 干燥燥器9 漏斗斗（100个）10漏斗斗架（22个）11水样样（自行行配制）四、实验操操作及步骤1将实验验水样倒入入沉淀柱柱，并用用空压机机向沉淀淀柱中压压缩空气气将水样样搅拌均均匀。2用量筒筒取样1100mml,测测量原水水悬浮物物浓度并并记为CC0.3开动秒秒表开始始计时，当当时间为为1miin,55minn,100minn,155minn,200minn,400minn,600minn,1220miin时，在在取样口口取出

7、1100mml水样样，在每每次取样样后读出出取样口口上水面面高h.4. 测出出每次水水样的悬悬浮物浓浓度（测测定方法法见悬浮浮物分析析方法）5 记录录实验原原始数据据，将数数据填入入表11中中。表1-1颗颗粒自由由沉淀实实验记录录 日日期： 水水样：静沉时间(minn)滤纸编号称量瓶号称量瓶+滤滤纸重(g)取样体积(mL)瓶纸+SSS重(gg)水样SS重重(g)C0(mg/LL)沉淀高度HH(cmm)0151015204060120注：也可采采用浊度度仪测定定悬浮物物浓度五、注意事事项 1向向沉淀柱柱内进水水时，速速度要适适中，既既要较快快完成进进水，以以防进水水中一些些较重颗颗粒沉淀淀，又要

8、要防止速速度过快快造成柱柱内水体体紊动，影影响静沉沉实验效效果。 2取取样前，一一定要记记录管中中水面至至取样口口距离hh0（以ccm计）。六、实验数数据及结结果整理理计算悬浮物物去除率率、剩余余率、沉沉淀速率率，将数数据填入入表12中中。静沉时间/minn悬浮物去除除率悬浮物剩余余率沉淀速率1510152040601202. 分别别以u及及t为横横坐标，绘绘制t，u，Pu关系系曲线。七、思考题题 11自由由沉淀中中颗粒沉沉速与絮絮凝沉淀淀中颗粒粒沉速有有何区别别。 22绘制制自由沉沉淀静沉沉曲线的的方法及及意义。实验二混凝凝沉淀实实验一、实验目目的 11通过过实验，观察混凝现象，加深对混凝理

9、论的理解。2选择和和确定最最佳混凝凝工艺条条件。3了解影影响混凝凝条件的的相关因因素。二、实验原原理天然水中存存在大量量胶体颗颗粒，是是使水产产生浑浊浊的一个个重要原原因，胶胶体颗粒粒靠自然然沉淀是是不能除除去的。水水中的胶胶体颗粒粒，主要要是带负负电的粘粘土颗粒粒。胶粒粒间的静静电斥力力，胶粒粒的布朗朗运动及及胶粒表表面的水水化作用用，使得得胶粘具具有分散散稳定性性，三者者中以静静电斥力力影响最最大。向向水中投投加混凝凝剂能提提供大量量的正离离子，压压缩胶团团的扩散散层，使使电位降降低，静静电斥力力减小。此此时，布布朗运动动由稳定定因素转转变为不不稳定因因素，也也有利于于胶粒的的吸附凝凝聚。

10、水水化膜中中的水分分子与胶胶粒有固固定联系系，具有有弹性和和较高的的粘度，把把这些水水分子排排挤出去去需要克克服特殊殊的阻力力，阻碍碍胶粒直直接接触触。有些些水化膜膜的存在在决定于于双电层层状态，投投加混凝凝剂降低低电位。有有可能使使水化作作用减弱弱。混凝凝剂水解解后形成成的高分分子物质质或直接接加入水水中的高高分子物物质一般般具有链链状结构构在胶粒粒与胶粒粒间起吸吸附架桥桥作用，即即使电位没没有降低低或降低低不多，胶胶粒不能能相互接接触，通通过高分分子链状状物吸附附胶粒，也也能形成成絮凝体体。消除或降低低胶体颗颗粒稳定定因素的的过程叫叫做脱稳稳。脱稳稳后的胶胶粒，在在一定的的水力条条件下，才

11、才能形成成较大的的絮凝体体，俗称称矾花。直直径较大大且较密密实的矾矾花容易易下沉。自自投加混混凝剂直直至形成成较大矾矾花的过过程叫混混凝。混混凝离不不开投混混凝剂。混凝过程最最关键的的是确定定最佳混混凝工艺艺条件，例例如，有有机混凝凝剂、无无机混凝凝剂、人人工合成成混凝剂剂，天然然高分子子混凝剂剂等，所所以，混混凝条件件很难确确定：要要选定某某种混凝凝剂的投投加量，还还需考虑虑pH的的影响，如如果pHH值过低低(小于于4)，则则混凝剂剂水解受受到限制制，其化化合物中中很少有有高分子子物质存存在，絮絮凝作用用较差。如如果pHH值过高高(大于于9110)，它它们就会会出现溶溶解现象象，生成成带负电

12、电荷的络络合离子子，也不不能极好好发挥絮絮凝作用用。另外，加了了混凝剂剂的胶体体颗粒，在在逐步形形成大的的絮凝体体过程中中，会受受到一些些外界因因素影响响，如水水流速度度、pHH值及沉沉淀时间间等等，所所以，相相关因素素也需要要加以考考虑。三、实验设设备及仪仪器六联搅拌机机1台，如如图GDS33型光电电式浑浊浊度仪 1台 33PHSS2型酸度度计 11台4烧杯（110000mL、5500mmL、2000mL 各6个个）5烧杯（5500mmL 33个）6移液管管（lmmL、22mL、5mLL、10mmL各44支） 77注射器器（500mL22支）8温度计计1个四、实验用用试剂1硫酸铝铝 10gg

13、/l 2三氯化化铁 110g/l3盐酸 100%4氢氧化化钠 110%5聚丙稀稀酰胺 1mll/l五、实验操操作步骤骤1、混凝剂剂的确定定在硫酸铝、三三氯化铁铁、聚丙丙烯酰胺胺三种混混凝剂中中，确定定一种最最佳混凝凝效果的的混凝剂剂（1）测定定原水特特征，即即策测定定原水的的浊度、温度、pH值。记录在表21中。（2）用三三个5000mll的烧杯杯，分别别取2000mll原水，并并装有水水样的烧烧杯置于于混凝仪仪上。（3）分别别向三个个烧杯中中加入氯氯化铁、硫硫酸铝、聚聚丙烯酰酰胺，并并每次加加1.00ml，同同时进行行搅拌（中中速1550r/minn，5mmin）,直到其其中一个个试样出出现矾

14、花花，这时时记录下下每个试试样中混混凝剂的的投加量量，并记记录在表表211中。（4）停止止搅拌，静静止100minn。（5）用550mll注射针针筒抽取取上清液液，用浊浊度仪测测出三个个水样的的浊度，记记录在表表211中。（6）根据据测得的的浊度确确定最佳佳混凝剂剂。2、确定混混凝剂的的最佳投投量（1）用66支10000mml烧杯杯，分别别取8000mll原水，将将装有水水样的烧烧杯置于于混凝仪仪上。（2）采用用实验11中选定定的最佳佳混凝剂剂，按不不同投量量（依次次按2551100的剂量量）分别别加入到到8000ml原原水样中中，利用用均分法法确定此此组实验验的六个个水样的的混凝剂剂投加量量

15、，记录录在表222中中。（3）启动动搅拌机机，快速速搅拌约约3000r/mmin,0.55minn,中速速搅拌1150rr/miin,55minn,慢速速搅拌约约70rr/miin,110miin.（4）搅拌拌过程中中，注意意观察“矾花”的形成成过程。（5）停止止搅拌，静静止沉淀淀10mmin,然后用用50mml注射射筒分别别抽出66个烧杯杯中的上上清液，同同时用浊浊度仪测测定水的的剩余浊浊度，记记录在表表222中。3、最佳ppH值的的影响（1）用66支10000mml烧杯杯，分别别取8000mll原水，将将装有水水样的烧烧杯置于于混凝仪仪上。（2）调整整原水ppH值，用用移液管管依次向向1、

16、22、3号号装有原原水的烧烧杯中，分分别加入入2.55ml,1.55ml,1.00mlHHCL,再向44、5、66号装有有原水的的烧杯中中，分别别加入00.2mml、00.7mml、11.2mmlNaaOH.（3）启动动搅拌机机，快速速搅拌3300rr/miin,00.5mmin,随后停停机，从从每只烧烧杯中取取50mml水样样，依次次用pHH仪测定定各水样样的pHH值，记记录在表表233中。（4）用移移液管依依次向装装有原水水烧杯中中加入相相同计量量的混凝凝剂，投投加剂量量按最佳佳投药量量实验中中得出的的最佳投投加量而而确定。（5）启动动搅拌机机，快速速搅拌3300rr/miin,00.5m

17、min,中速搅搅拌1550r/minn,100minn,慢速速搅拌770r/minn,100minn,停机机。（6）静止止10mmin,用500ml注注射筒分分别抽出出6个烧烧杯中的的上清液液（共抽抽3次约约1500ml）放放入2000mll烧杯中中，同时时用浊度度仪测定定水的剩剩余浊度度，记录录在表223中中。六、实验数数据及结结果整理理表21 原始始数据及及三种混混凝剂浊浊度测定定记录表表原水浊度原水温度原水pH值值混凝剂名称称硫酸铝氯化铁聚丙烯酰胺胺矾花形成时时投混凝凝剂最佳佳量（ml）剩余混浊度度(度00111222333均均均表22 某一种种混凝剂剂投加量量的最佳佳选择水样编号123

18、45678910混凝剂加注注量（mml）剩余混浊度度(度)1234表23 pHH最佳值值的选择择水样编号123456投加质量分分数100的HHCL(ml)2.51.51.0投加质量分分数100的NNaOHH(mll)0.20.71.2pH混凝聚投加加量剩余混浊度度123均七、思考题题 1根根据最佳佳投药量量实验曲曲线分分析沉淀淀水浊度度与泥凝凝剂加入入量的关关系 2本本实验与与水处理理实际情情况有哪哪些差别别?如何何改进?实验三 曝气气充氧实实验一、实验目目的 11加深深理解曝曝气充氧氧的机理理及影响响因素。 22了解解掌握曝曝气设备备清水充充氧性能能测定的的方法。 33测定定几种不不同形式式

19、的曝气气设备氧氧的总转转移系数数KLaas，氧氧利用率率，动动力效率率等，并进行比较较。二、实验原原理 曝曝气是人人为地通通过一些些设备加加速向水水中传递递氧的过过程，常常用的曝曝气设备备分为机机械曝气气与鼓风风曝气两两大类，无无论哪一一种曝气气设备，其其充氧过过程均属属传质过过程，氧氧传递机机理为双双膜理论论，如图图3-443示在在氧传递递过程中中，阻力力主要来来自液膜膜，氧传传递基本本方程式式为： (11)式1中 液体体中溶解解氧浓度度变化速速率mgg/Lminn； 图图3.11 双膜膜理论 CCSC氧传质质推动力力，mggL； CCS液膜膜处饱和和溶解氧氧浓度，mmg/LL；C一液相相主

20、体中中溶解氧氧浓度，mmgLL；氧总转转移系数数；DL液液膜中氧氧分子扩扩散系数数； YYL液膜膜厚度 AA气液液两相接接触面积积； WW曝气气液体体体积。 由由于液膜膜厚度YYL和液体体流态有有关，而而且实验验中无法法测定与与计算，同同样气液液接触面面积A的的大小也也无法测测定与计计算，故故用氧总总转移系系数KLLa代替替。 将将式1积分整整理后得得曝气设设备氧总总转移系系数KLLa计算算式。 (2)式中 KLaa氧总总转移系系数。11/miin或11/h； tt0、t曝气时时间，mmin； CC0曝气气开始时时池内溶溶解氧浓浓度，tt00时时，C000，mmgLL； CCS曝气气池内液液体

21、饱和和溶解氧氧值，mmgLL； CCt曝气气某一时时刻t时时，池内内液体溶溶解氧浓浓度，mmgLL。 由由式中可可见，影影响氧传传递速率率KLaa的因素素很多，除除了曝气气设备本本身结构构尺寸，运运行条件件而外，还还与水质质水温等等有关。为为了进行行互相比比较，以以及向设设计、使使用部门门提供产产品性能能，故产产品给出出的充氧氧性能均均为清水水，标准准状态下下，即清清水（一一般多为为自来水水）一个个大气压压20下的充充氧性能能。常用用指标有有氧总转转移系数数Klaas充氧氧能力QQc、动力力效率EE和氧利利用率。 曝曝气设备备充氧性性能测定定实验，一一种是间间歇非稳稳态法，即即实验时时一池水水

22、不进不不出，池池内溶解解氧浓度度随时间间而变；另一种种是连续续稳态测测定法，即即实验时时池内连连续进出出水，池池内溶解解氧浓度度保持不不变。目目前国内内外多用用间歇非非稳态测测定法，即即向池内内注满所所需水后后，将待待曝气之之水以无无水亚硫硫酸钠为为脱氧剂剂，氯化化钻为催催化剂，脱脱氧至零零后开始始曝气，液液体中溶溶解氧浓浓度逐渐渐提高。液液体中溶溶解氧的的浓度CC是时间间t的函函数，曝曝气后每每隔一定定时间 t取曝曝气水样样，测定定水中溶溶解氧浓浓度，从从而利用用上式计计算KLLa 值值，或是是以亏氧氧量（CCSCt）为纵纵坐标，在在半对数数坐标纸纸上绘图图，直线线科率即即为KLLa值。三、

23、实验设设备及仪器器 1 实实验用曝曝气筒2 空气气压缩机机3 转子子流量计计、秒表表、温度度计4 溶解解氧瓶5. 滴滴定台6酸式滴滴定管7移液管管（1000mll、1mml、22ml各各1支）四、实验用用试剂1 无水水亚硫酸酸钠2 氯化化钴3 溶解解氧分析析所用药药品五、步骤操操作步骤骤 11、向曝曝气筒内注人人清水（自自来水）至至1.88米，取取水样测测定水中中溶解氧氧值，并并计算池池内溶解解氧含量量GDDOV。V=hd22H/442. 计算算投药量量： （aa）脱氧氧剂采用用无水亚亚硫酸钠钠。 根根据 22Na22SO3+O2=2NNa2SO4 则则每次投投药量gg=G8(1.111.5)

24、。1.111.5值值是为脱脱氧安全全而取的的系数。 (b)催催化剂采采用氯化化钻，浓浓度为00.1mmgLL，投加加0.11V，将称得得的药剂剂用温水水化开，由由池顶倒倒入池内，约约10mmin后后，取水水样、测测其溶解解氧。 （33）当池池内水脱脱氧至零零后，打打开空压压机向曝曝气筒内内充氧，同同时开始始计时，当当时间为为1miin、22minn、5mmin、110miin、115miin、225miin、440miin分别别取水样样测定溶溶解氧值值，直至至水中溶溶解氧值值不再增增长为止止，（达达到饱和和）测定定饱和溶溶解氧CCS值。 （44）记录录空气流流量、气气温、水水温。（5）将原原始

25、数据据记入表表311、32中。六、实验数数据及结结果整理理 （11）根据据式2计计算不同同时刻llnCSS-C0/CS-Ctt,并将将计算数数值填入入表33中，并并以lnnCS-C0/CS-Ctt为纵坐坐标，以以t为横横坐标绘绘制曲线线，通过过图解计计算斜率率方法，求求出Klla值。表31 实验验原始数数据扩散器形式式曝气筒直径径（mmm）有效水深(m)水温()供气量(mm3.hh-1)气温()表32 水样样测定数数据记录录瓶号时间（miin）滴定的药量量V2-V11溶解氧浓度度（mll/l）V1（mll）V2(mll)饱和溶解氧氧(mgg/l)表33 曝气气充氧实实验计算算数据T(minn)

26、CtlnCS-C0/CS-Ctt,T(minn)CtlnCS-C0/CS-Ctt,七、思考题题 11论述述曝气在在生物处处理中的的作用。 22曝气气充氧原原理及其其影响因因素是什什么？实验四 加压压溶气气气浮实验验一、实验目目的（1）通过过实验掌掌握气浮浮的原理理，加深深对气浮浮原理的的理解。（2）了解解悬浮物物浓度、操操作压力力、气固固比、澄澄清分离离效率之之间的关关系。（3）通过过实验模模型的运运行，掌掌握加压压溶气气气浮实验验方法和和加压溶溶气气浮浮装置的的工艺流流程。二、实验原原理气浮是固液液分离或或液液分分离的一一种技术术。它是是指人为为采取某某种方式式产生大大量的微微小气泡泡，使气

27、气泡与水水中一些些杂物微微粒相吸吸附形成成相对密密度比水水轻的气气浮体，气气浮体在在水浮力力的作用用下，上上浮到水水面而形形成浮渣渣，进而而达到杂杂质与水水分离的的目的。气浮常被用用来分离离相对密密度小于于或接近近于1且且难以重重力自然然沉降法法去除的的悬浮颗颗粒，其其处理废废水的实实质是：气泡和和粒子间间进行物物理吸附附，而形形成絮粒粒上浮分分离。加压溶气气气浮是先先将空气气加压，使使其溶于于水，形形成空气气过饱和和溶液，然然后减至至常压使使溶气析析出，并并以微细细气泡形形式释放放出来，从从而使水水杂质颗颗粒被黏黏附而上上浮。本实验采用用在溶气气罐中进进行加压压溶气，而而溶气则则在气浮浮池中

28、常常压析出出。三、实验装装置、仪仪器及试试剂（一）实验验装置本实验由气气浮池、溶溶气罐、空空压机、加加压泵、搅搅拌器、转转子流量量剂、止止回阀、水水箱等组组成。见见图4.1图4.1 加压压溶气气气浮实验验装置（二）实验验仪器及及试剂硫酸铝，废废水（演演示实验验可用清清水代替替）、烘烘箱、分分析天平平、量筒筒、三角角烧杯、抽抽滤装置置、秒表表、温度度计等。四、实验步步骤（1）首先先检查气气浮实验验装置是是否完好好。（2）把自自来水加加到回流流加压水水箱与气气浮池中中有效水水深的990高高度（3）将含含乳化油油或其他他悬浮物物的废水水加到废废水配水水箱中，并并投入AAl2(SO4)3等混凝凝剂后搅

29、搅拌混合合，投加加Al2(SO4)3的质量量浓度为为5060 mg/L。（4）先开开启空压压机加压压，必须须加压至至溶气罐罐内压力力为0.3Mppa左右右。（5）开启启加压水水泵，此此时压水量按按24L/miin控制制。（6）待溶溶气罐中中的水位位升至液液位计中中间高度度，缓慢慢地打开开溶气罐罐底部闸闸阀，其流量量与加压压水量相相同为为24L/miin。（7）待空空气在气气浮池中中释放并并形成大大量的微微小气泡泡时，再再打开原废水配配水箱，废水进水量可按46L/min控制。（8）开启启空压机加压压至0.3 MMPa。并开开启加压压水泵后后，其空空气流量量可先按按0.110.22L/miin控制

30、制，考虑虑到加压压溶气罐罐及管道道中难以以避免的的漏气，其其空气量量按水面面在溶气罐罐内的液液位中间间部位控控制即可可。多余的的空气可可以通过过其顶部部的排气气阀排除。（9）出水水可排至至下水管道道，也可可回流至至回流加加压水箱。（10）以以重量法法测定原原废水与与处理水水的水质质变化，以以悬浮物物质量浓浓度表示示（每个样样品取1100 mL做做两个平平行样），结果记入表4-1中（11）然然后可多多次改变变进废水水量、空空气在溶溶气罐内内压力、加加压水量量等。来来测定和和分析原原废水与与处理水水的水质质，结果果记入表表4-1中。五、注意事事项（1）为了了不弄脏脏气浮池池与原水水配水箱箱，也可可

31、做演示实验，采采用清水或或浓度不不大的废水水进行实实验。（2）用废废水做实实验时，处处理后出出水最好好不要回回流至加加压水箱箱，以免免在处理理装置运运行不正正常时，弄弄脏水箱箱与溶气气罐。六、实验结结果整理理与分析析 实实验日期期：年年月日 原原水样悬悬浮物干干重 g，取取样体积积 mmL，原原水样悬悬浮物质质量浓度度 mgg/L。表4-1加加压溶气气气浮实实验记录录废水量溶气罐压力力加压水量取样体积/mL取样悬浮物物干重/g取样悬浮物物质量浓浓度/(mg/L) 根据据实验结结果分析析原水样样水质与与处理后后水的水水质七、实验结结果讨论论 （1）观观察实验验装置运运行是否否正常，气气浮池内内的

32、气饱饱是否很很微小：若不正正常，是是什么原原因？如如何解决决？（2）根据据实验结结果说明明工作压压力对气气浮效率率的影响响。实验五 过滤滤实验一、实验目目的（1）了解解滤料的的级配方方法；（2）掌握握清洁砂砂层过滤滤时水头头损失计计算方法法和水头头损失变变化规律律：（3）掌握握反冲洗洗滤层时时水头损损失计算算方法。二、实验原原理过滤是具有有孔隙的的物料层层截留水水中杂质质从而使使水得到到澄清的的工艺过过程。过过滤不仅仅可去除除水中细细小悬浮浮颗粒杂杂质，而而且细菌菌、病毒毒及有机机物也随随浊度降低低而被去去除。过滤包括两两个过程程：即悬悬浮物颗颗粒脱离离水流流流线与滤滤料表面面接触的的迁移过过

33、程及悬悬浮颗粒粒在滤料料表面被被附着的的过程为了取得良良好的过过滤效果果，滤料料应具有有一定级级配，常常采用一一套不同同筛孔的的筛子进进行筛选选，并选选定d110值和和d80值，从从而决定定滤料级级配。(d100即有效效粒径，是是指筛分分滤料时时，能使使滤料总总量的110通通过筛目目粒径：d80即滤料料的不均均匀分数数，指能能使800%滤料料通过的的筛目粒粒径与有有效粒径径的比）为了保证滤滤后水质质和过滤滤滤速，当当过滤一一段时间间后，需需要对滤滤层进行行反冲洗洗。反冲冲洗开始始时，承承托层、滤滤料层未完完全膨胀胀，相当当于滤池池处于反反向过滤滤状态，当当反冲洗洗速度增增大后，滤层完全膨胀，处

34、于流化状态，根据滤料膨胀前后的厚度可求出膨胀率，即：e=L-LL0/L01000%式中：L砂层膨膨胀后厚厚度，ccmL0砂层层膨胀前前厚度，ccm,三、实验装装置、设设备及仪仪器仪表表 （一）实实验装置置 本实验采采用如图图5-1所示的的实验装装置。过过滤和反反冲洗水水来自高高位水箱箱。高位位水箱的的容积（图图中未注注出）为为2m1.55m1.55m，高高出地面面10mm。图51 过滤滤实验装装置（二）实验验设备及及仪器仪仪表（1）过滤滤柱有机机玻璃dd=1000mmm，L=20000mmm 11根（2）转子子流量计计LZBB-255型1个个（3）测压压板长宽35000mmm5000m. 1块

35、块（4）侧压压管玻璃璃管100mm10000mm 66根（5）筛子子孔径00.22mm，中中间不少少于4挡挡1组（6）量筒筒10000mLL, 1100mmL各11个（7）恒温温箱、容容量瓶、比比重瓶、干干燥器、钢钢尺、温温度计等等四、实验步步骤（一）滤料料筛分和和孔隙度度测定步步骤（1）称取取滤料砂砂5000 g洗洗净后于于1055恒温箱箱中烘干干1h，放放在干燥燥器内待待冷却后后称取3300 g。（2）用孔孔径为00.22mm的一一组筛子子过筛，称称出留在在各筛号号上的砂砂重。（3）分别别称取孔孔径为00.5mmm、0.8mmm、1.2mmm筛号上上的砂子子各200g,置置于1005恒温箱

36、箱中烘干干1h，放放在干操操器内冷冷却。（4）称取取上述滤滤料各ll0g，用用1000 mLL量筒测测出滤料料堆体积积V。（5）用带带有刻度度的容量量瓶测出出各滤料料体积VV,，将将结果记记入表551中中。（二）清洁洁砂层过过滤水头头损失实实验步骤骤（1）开启启阀门66，冲洗洗滤层ll miin。（2）关闭闭阀门66，开启启阀门55, 77，快滤滤5 mmin，砂砂面保持持稳定。（3）调节节阀门55, 77.使出出水流量量810 mL/s（相相当于dd=1000mmm过滤柱柱中滤速速约4mm/h)，待测测压管中中水位稳稳定后，记记下滤柱柱最高、最最低两根根测压管管中水位位值。（4）增大大过滤水

37、水量，使使过滤流流量分别别为133 mL/s, 117 mmL/s, 221 mmL/s, 226 mmL/s，最后一一次流量量控制在在6070 mL/s，分别别测出滤滤柱最高高、最低低两根测测压管中中的水位位值，记记入表552中中。（5）量出出滤层厚厚度L。（三）滤层层反冲洗洗实验步步骤（1）量出出滤层厚厚度L0，慢慢慢开启反反冲洗进进水阀门门6，使使滤料刚刚刚膨胀胀起来待滤层层表面稳稳定后，记记录反冲冲洗流量量和滤层层膨胀后后的厚度度L。（2）开大大反冲洗洗阀门66，变化化反冲洗洗流量。按按步骤(1)测测出反冲冲洗流量量和滤层层膨胀后后的厚度度L。（3）改变变反冲洗洗流量668次，直直至最

38、后后一次砂砂层膨胀胀率达1100为止。测测出反冲冲洗流量量和膨胀胀后的厚厚度L，记记入表553中中。五、注意事事项 (1)用用筛子筛筛分滤料料时不要要用力拍拍打筛子子。只在在过筛结结束时轻轻轻拍打打一次，筛筛孔中的的滤料即即会脱离离筛孔。 (2）反反冲洗滤滤柱中的的滤料时时，不要要使进水水阀门开开启过大大，应缓缓慢打开开以防滤滤料冲出出柱外。 (3）在在过滤实验前前，滤层层中应保保持一定定水位，不不要把水水放空以以免过滤滤实验时时测压管管中积存存空气。 (44）反冲冲洗时，为为了准确确地量出出砂层厚厚度一一定要在在砂面稳稳定后再再测量，并并在每一一个反冲冲洗流量量下连续续测量三三次。六、实验结

39、结果整理理 实验日期期：年年月日（一）滤料料筛分和和孔隙度度测定实实验结果果整理表51 滤料筛筛分记录录筛孔留在筛上的的砂量通过该筛号号的砂量量10g滤料料堆体积积V/m L10g滤料料堆体积积Ve/mL重量/g重量/g（二）清洁洁砂层过过滤水头头损失实实验结果果整理过滤柱d=1000mm, L2000m.,横横截面积积W= _ mL。(1)将过过滤时所所测流量量、测压压管水头头填入表表522中。(2)根据据表表552中中第5. 9列列数据绘绘出水头头损失HH与流速速v关系系曲线。表52 清洁砂砂层水头头损失实实验记录录（三）滤层层反冲洗洗实验结结果整理理反冲洗前滤滤层厚度度L0=_ccm。(

40、1)按照照反冲洗洗流量变变化情况况、膨胀胀后砂层层厚度填填入表55-3.(2）求出出滤层膨膨胀度。记记入表55-3中。表5-3 滤层反反冲洗实实验记录录七、实验结结果讨论论（1）本实实验存在在什么问问题？如如何改进进？（2）水头头损失与与滤速有有何关系系？（3）反冲冲洗强度度是如何何影响滤滤池冲洗洗效率的的？实验六 离子子交换软软化除盐盐实验一、实验目目的1加深离离子交换换基本理理论的理理解2了解并并掌握离离子交换换设备的的操作3熟悉离离子交换换软化除除碱的过过程二、实验原原理当含有钙盐盐及镁盐盐的水通通过装有有阳离子子交换树树脂的交交换器时时，水中中的Caa2+及Mg2+离子便便与树脂脂中的

41、可可交换离离子（NNa+或H+）交换换使水水中Caa2+、Mg2+含量降降低或基基本全部部去除，这这个过程程叫做水水的软化化。树脂脂失效后后要进行行再生，即即把树脂脂上吸附附的钙、镁镁离子置置换出来来，代之之以新的的可交换换离子。钠钠离子交交换用食食盐（NNaCll）再生生、氢离离子交换换用盐酸酸（HCCI）或或硫酸（H2SO4）再生。基本反应式如下： 11钠离离子交换换：软化：再生：2氢离子子交换：交换再生；钠离子交换换的最大大优点是是不出酸酸性水，但但不能脱脱碱。本本实验采采用钠离离子交换换。三、实验设设备及仪仪器1软化装装置一套，2酸度计计3电导仪仪4滴定管管、架（550mll酸式、碱碱

42、式各一一套）5量筒（110mll、1000mll各一个个）6烧杯（550、5500mml各一一个）7容量瓶瓶（500、5000mll各一个个）8三角烧烧瓶（2250mml 2个）9移液管管（500、255ml各各一个）四、实验药药品1EDTTA标准准溶液（00.022moll/l）2HCLL标准溶溶液（00.1mool/ll）3 酚酞酞指示剂剂4甲基橙橙指示剂剂5铬黑TT指示剂剂6pH为为10的的缓冲溶溶液（氯氯化铵氨水）（00.055moll/l）五、实验操操作步骤骤1碱度的的测定（1）用移移液管取取水样550mll,注入入2500ml锥锥形瓶中中，加入入酚酞指指示剂22滴，若若水样此此时不

43、变变红色，则则不必用用标准盐盐酸溶液液滴定，表表示没有有OH-及COO32-,仅有有HCOO3-存存在，可可省去步步骤2直直接按步步骤3进进行。（2）若水水样变为为红色，用用0.11moll/l标标准HCCH溶液液滴定，至至颜色刚刚褪为止止，记录录标准盐盐酸溶液液的用量量，记录录在表661中中。（3）再加加入甲基基橙指示示剂2滴滴（4）如水水样变黄黄，用00.1mmol/l标准准的盐酸酸溶液滴滴定，至至颜色刚刚好变为为橙色为为止，记记录盐酸酸用量。记记录在表表611中。2、硬度的的测定（1）取550mll水样注注入2550mll锥形瓶瓶中，架架蒸馏水水50mml.（2）在水水样中加加入5mml

44、缓冲冲溶液，并并加入22滴铬黑黑T.（3）用EEDTAA二钠盐盐标准溶溶液滴定定，直至至溶液由由酒红色色变为蓝蓝色，记记录EDDTA二二钠盐标标准溶液液的用量量。表61 离子子交换软软化除碱碱实验记记录编号交换器类别别交换速度（mmg/LL）总硬度（mmg/LL）碱度（mgg/L）碳酸盐硬度度（mgg/L）非碳酸盐硬硬度（mmg/LL）pH1HNa2HNa3HNa4HNa5六、实验数数据及结结果整理理1、碱度计计算 总碱度TC(HHCL)10000/水水样体积积T盐酸酸消耗量量(mll)C(HCLL)标准盐盐酸的浓浓度（mmol/l）2.水中钙钙镁总硬硬度计算算 总硬硬度VV(EDDTA)C(

45、EEDTAA)10000/水水样体积积C(EDTTA)EDDTA标标准溶液液浓度（mmol/l）V(EDTTA)EDDTA标标准溶液液的体积积（mll）七、思考题题1本实验验钠离子子交换运运行出水水硬度是是否小于于0.005mool/LL？影响响出水硬硬度的因因素有哪哪些?实验七活性性炭吸附附实验一、实验目目的 1通通过实验验进一步步了解活活性炭的的吸附工工艺及性性能，并并熟悉整整个实验验过程的的操作。2掌握用用“间歇”法、“连续流流”法确定定活性炭炭处理污污水的设设计参数数的方法法。二实验原原理活性炭吸附附是目前前国内外外应用较较多的一一种水处处理手段段。由于于活性炭炭对水中中大部分分污染物

46、物都有较较好的吸吸附作用用，因此此活性炭炭吸附应应用于水水处理时时往往具具有出水水水质稳稳定，适适用于多多种污水水的优点点。活性性炭吸附附常用来来处理某某些工业业污水，在在有些特特殊情况况下也用用于给水水处理。比比如当给给水水源源中含有有某些不不易去除除而且含含量较少少的污染染物时；当某些些偏远小小居住区区尚无自自来水厂厂需临时时安装一一小型自自来水生生产装置置时，往往往使用用活性炭炭吸附装装置。但但由于活活性炭的的造价较较高，再再生过程程较复杂杂，所以以活性炭炭吸附的的应用尚尚具有一一定的局局限性。活性炭吸附附就是利利用活性性炭的固固体表面面对水中中一种或或多种物物质的吸吸附作用用，以达达到

47、净化化水质的的目的。活活性炭的的吸附作作用产生生于两个个方面，一一是由于于活性炭炭内部分分子在各各个方向向都受着着同等大大小的力力而在表表面的分分子则受受到不平平衡的力力，这就就使其它它分子吸吸附于其其表面上上，此为为物理吸吸附；另另一个是是由于活活性炭与与被吸附附物质之之间的化化学作用用，此为为化学吸吸附。活活性炭的的吸附是是上述二二种吸附附综合作作用的结结果。当当活性炭炭在溶液液中的吸吸附速度度和解吸吸速度相相等时，即即单位时时间内活活性炭吸吸附的数数量等于于解吸的的数量时时，此时时被吸附附物质在在溶液中中的浓度度和在活活性炭表表面的浓浓度均不不再变化化，而达达到了平平衡，此此时的动动平衡

48、称称为活性性炭吸附附平衡，而而此时被被吸附物物质在溶溶液中的的浓度称称为平衡衡浓度。活活性炭的的吸附能能力以吸吸附量qq表示。 (7-11)式中 qq活性性炭吸附附量，即即单位重重量的吸吸附剂所所吸附的的物质重重，g/g； V污水水体积，L； C00、C分别别为吸附附前原水水及吸附附平衡时时污水中中的物质质浓度，g/L； X被吸吸附物质质重量，g； M活性性炭投加加量，gg；在温度一定定的条件件下；活活性炭的的吸附量量随被吸吸附物质质平衡浓浓度的提提高而提提高，两两者之间间的变化化曲线称称为吸附附等温线线，通常常用费兰兰德利希希经验式式加以表表达。（7-2）式中q活供发发吸附量量，g/g； C

49、被被吸附物物质平衡衡浓度gg/L； KK、h一一是是与溶液液的温度度，pHH值以及及吸附剂剂和被吸吸附物质质的性质质有关的的常数。K、h值求求法如下下：通过过间歇式式活性炭炭吸附实实验测得得q、C一一相相应之值值，将式式（7-2）取对对数后变变为下式式：（7-3）将q、C相相宜值点点绘在双双对数坐坐标纸上上，所的的直线的的斜率为为截距则则为k。由于间歇式式静态吸吸附法处处理能力力低、设设备多，故故在工程程中多采采用连续续流活性性炭吸附附法，即即活性炭炭动态吸吸附法。采用连续流流方式的的活性炭炭层吸附附性能可可用勃哈哈特（BBohaart）和和亚当斯斯(Addamss)所提提出的关关系式来来表达

50、。式中 t工作时时间，hh；V流速速，m/h；D活性性炭层厚厚度，mm；K速度度常数，L/mgh；N0吸吸附容量量、即达达到饱和和时被吸吸附物质质的吸附附量，mmg/L；C0进进水中被被吸附物物质浓度度，mgg/L；CB允允许出水水溶质浓浓度，mmg/LL。当工作时间间t=00时，能能使出水水浓度小小于CB的炭层层理论深深度称为为活性炭炭层的临临界深度度，其值值由上式式t=00推出炭柱的吸附附容量（N）和速度常数（K），可通过连续流活性炭吸附实验并利用式tD线形关系回归或作图法求出。三、实验设设备及仪仪器间歇式活性性炭吸附附实验装装置如图图7-1所示；连续流活性性炭吸附附实验装装置如图图7-2

51、所示；间歇与连续续流实验验所需设设备及用用具：（1）康氏氏振荡器器一台。（2）5000mLL三角烧烧杯6个；图771 间歇式式活性炭炭吸附实实验装置置（3）烘箱箱；（4）O测析玻皿纸（5）有机机玻璃炭炭柱d2030mmm，H1.00m；（6）活性性炭；（7）配水水及投配配系统。图72 连续续式活性性炭吸附附实验装装置四、实验步步骤 11间歇歇式活性性炭吸附附实验（1）将某某污水用用滤布过过滤，去去除水中中悬浮物物，或自自配污水水，测定定该污水水的 CCOD、pH、SS等值值。（2）将活活性炭放放在蒸馏馏水中浸浸24小时时，然后后放在1105烘箱内内烘至恒恒重，再再将烘干干后的活活性炭压压碎，使

52、使其成为为能通过过2000目以下下筛孔的的粉状炭炭。因为为粒状活活性炭要要达到吸吸附平衡衡耗时太太长，往往往需数数日或数数周，为为了使实实验能在在短时间间内结束束，所以以多用粉粉状炭。（3）在六六个5000mLL的三角角烧瓶中中分别投投加0、1000、2000、3000、4D00、5000mg粉粉状活性性炭。（4）在每每个三角角烧瓶中中投加同同体积的的过滤后后的污水水，使每每个烧瓶瓶中的 CODD浓度与与活性炭浓度度的比值值在0.055.00之间（没没有投加加活性炭炭的烧瓶瓶除外）。（5）测定定水温，将将三角烧烧瓶放在在振荡器器上振荡荡，当达达到吸附附平衡（时时间延至至滤出液液的有机机物浓度度

53、CODD值不再再改变）时时即可停停止振荡荡。（振振荡时间间一般为为30mmin以以上）。（6）过滤滤各三角角烧瓶中中的污水水，测定定其剩余余CODD值，求求出吸附附量x。实验记录如如表71示。表71 活性炭间歇吸吸附实验验记录序号原污水出水污水体积(mL)或(L)加m或)COD去除除率(%)备注COD(mmg/LL)PH值水温SS(mgg/L)COD(mmg/LL)pHSS(mgg/L)2连续流流活性炭炭吸附实实验某过配种测污C水各标入2（2）在内内径为22030mmm，高高为10000mmm的有有机玻璃璃管或玻玻璃管中中装人55007500mm高高的经水水洗烘干干后的活活性炭。表72 连续续

54、流炭柱柱吸附实实验记录录原水CODD浓度(mmg/LL) 允允许出水水浓度CCB(mgg/L)=水温T()= pH = SSS= (mmg/LL)进流率q(m3/m2h)= 滤速V(mm/h)=炭柱厚D11= D22= DD3=工作时间出水水质t(h)柱1柱2柱3(3）以每每分钟440mLL2000mL的的流量（具具体可参参考水质质条件而而定），按按升流或或降流的的方式运运行（运运行时炭炭层中不不应有空空气气泡泡）。本本实验装装置为降降流式。实实验至少少要用三三种以上上的不同同流速VV进行。（4）在每每一流速速运行稳稳定后，每每隔10030mmin由由各炭柱柱取样，测测定出水水CODD值，至至

55、出水中中CODD浓度达达到进水水中COOD浓度度的0.90.995为止止。并将将结果记记于表772中中。五、实验数数量及结结果整理理 11间歇歇式活性性炭吸附附实验（1）按表表711记录的的原始数数据进行行计算。（2）计算算吸附量量q。（3）利用用qc相应数数据和式式（3-1066），经经回归分分析求出出K、n值或利利用作图图法，将将C和相应应的q值在双双对数坐坐标纸上上绘制出出吸附等等温线，直直线斜率率为、截截距为KK.。值越小活性性炭吸附附性能越越好，一一般认为为当=00.10.55时，水水中欲去去除杂质质易被吸吸附；2时难难于吸附附。当较较小时多多采用间间歇式活活性炭吸吸附操作作；当较较

56、大时，最最好采用用连续式式活性炭炭吸附操操作。 22连续续流活性性炭吸附附实验（1）求各各流速下下K、N0值 11）将实实验数据据记入表表722，并根根据tC关系确确定当出出水溶质质浓度等等于CB时各柱柱的工作作时间tt1、t2、t3。2）根据式式（7-9）以时时间ti为纵坐坐标，以以炭层厚厚Dt为横坐坐标，点点绘t、D值，直直线截距距为斜率为N00/C0V。如图图3-770示。 33）将已已知C0、CB、V等值代代入，求出出流速常常数K和吸附附常量NN0值。4）根据式式（7-6）求出出每一流流速下炭炭层临界界深度值值D0值。5）按表给给出各滤滤速下炭炭吸附设设计参数数K、D0、N0值，或或绘

57、制成成如下所示的的图，以以供活性性炭吸附附设备设设计时参参考。六、思考题题吸附等温线线有什么么现实意意义，作作吸附等等温线时时为什么么要用粉粉状炭？2连续流流的升流流式和降降流式运运动方式式各有什什么缺点点？实验八 污污水可生生化性实实验一、实验目目的 (1)了了解生活活污水可可生化性性的含义义 (2)掌掌握测定定生活污污水可生生化性的的实验方方法二、实验原原理 由由于生物物处理方方法较为为经济，在在研究有有机污水水的处理理方案时时，一般般首先考考虑采用用生物处处理的可可能性。而而生活污污水因含含有大量量有机物物，多采采用生物物处理的的方法。污污水的可可生化性性即是指指可被生生物化学学处理的的

58、性能。微生物降解解有机污污染物的的物质代代谢与过过程所消消耗的氧氧包括两两部分：氧化分分解有机机污染物物，使其其分解为为CO2、H2O. NNH3（存在在含氮有有机物时时），为为合成新新细胞提提供能量量；供微生生物进行行内源呼呼吸，使使细胞质质氧化分分解。三、实验装装置、设设备及仪仪器仪表表 （一）实实验装置置 可可生化性性实验装装置的主主要组成成部分是是生化反反应器和和曝气设设备，如如图8-1所示.本实验验采用叶叶轮曝气气（也可可用压缩缩空气曝曝气），但但要防止止压缩空空气机的的油随空空气带入入反应器器，压缩缩空气输输送管应应先接一一个装有有水的油油水分离离器，然然后再接接入反应应器，为为防

59、止电电压变化化引起叶叶轮转速速不稳定定，电动动机应接接在稳压压电源上上 （二）实实验设备备及仪器器仪表 (1）生生化反应应器硬塑塑料制66个 高度H=0.442 mm直径DD=0.3 mm (2)泵泵型叶轮轮铜制11个直径d=112 mmm (3）电电动机硬硬塑料制制1台 220VV 2.5A图81 生活污污水可生生化性实实验装置置四、实验步步骤（1）从城城市污水水处理厂厂曝气池池出口取取回活性性污泥。液液搅均匀匀后，在在6个反反应器内内分别加加入6LL，再加加自来水水至200L，使使每只反反应器内内的污泥泥浓度为为12g/LL。（2）开动动曝气叶叶轮，曝曝气12 hh,使微微生物处处于饥饿饿

60、状态。（3）除欲欲测内源源呼吸速速率的11号反应应器以外外，其他他5个反反应器都都停止曝曝气。（4）静置置沉淀，待待反应器器内污泥泥沉淀后后，用虹虹吸去除除上层清清液。（5）在226号反反应器内内均加入入从污水水处理厂厂初次沉沉淀池出出口处取取回的城城市污水水至200L处。（6）继续续曝气，计计算和投投加间甲甲酚。（7）混合合均匀后后立即取取样测定定呼吸速速率（ddO/ddt)。以以后每隔隔30 minn测定一一次呼吸吸速率，33h后改改为每隔隔1h测测定一次次，56h后后结束实实验。 呼呼吸速率率测定方方法：用250 ml.的广口口瓶取反反应器内内混合液液1瓶，迅迅速用装装有溶解解氧探头头的