環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)講義_第1頁(yè)
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1、環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院主編前 言通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。訓(xùn)練沉重的操作技能和測(cè)試技能。提高觀察分析問(wèn)題的能力和獨(dú)立工作,革新創(chuàng)造的能力。為將來(lái)獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究及解決實(shí)際問(wèn)題打好基礎(chǔ)。因此實(shí)驗(yàn)學(xué)對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)全面發(fā)展人才起著重要的作用。為了達(dá)到上述目的,要求同學(xué)做到以下幾點(diǎn):1、實(shí)驗(yàn)前要充分的準(zhǔn)備,必須對(duì)所做實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義及有關(guān)資料進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)的目的、原理、實(shí)驗(yàn)步驟、所需設(shè)備、藥品及安全規(guī)程等。2、對(duì)于中型實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表,未經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的同意,不得擅自起動(dòng)關(guān)機(jī),經(jīng)指導(dǎo)教師同意后,操作中必須按照操作規(guī)程,認(rèn)真嚴(yán)肅的進(jìn)行。3、要有嚴(yán)

2、肅認(rèn)真,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要周密地觀察和如實(shí)地記錄各種變化的現(xiàn)象及數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)只可整理,不可隨意修改。(整理時(shí)可以拼棄不正確的數(shù)據(jù))假如實(shí)驗(yàn)中發(fā)生問(wèn)題,數(shù)據(jù)不附,則應(yīng)找出原因設(shè)法解決,絕不允許臆造數(shù)據(jù),弄虛作假,這種由發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程是培養(yǎng)我們獨(dú)立工作能力的重要環(huán)節(jié)。4、認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)報(bào)告,除了按講義進(jìn)行實(shí)驗(yàn)外還應(yīng)主動(dòng)地發(fā)掘問(wèn)題,思考問(wèn)題,認(rèn)真地對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的各種現(xiàn)象及新的數(shù)據(jù)加以分析討論,并尺可能地提出自己的見(jiàn)解。5、要認(rèn)真執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度,注意安全操作,愛(ài)護(hù)國(guó)家財(cái)務(wù)。儀器設(shè)備若有損傷,應(yīng)立即報(bào)告指導(dǎo)教師,酌情處理,對(duì)水、電、藥品要注意節(jié)約。6、實(shí)驗(yàn)完畢,應(yīng)將所有儀器及

3、設(shè)備清洗干凈后,方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。目 錄實(shí)驗(yàn)一:吸附法凈化工業(yè)含酸霧氣體實(shí)驗(yàn)二:堿液吸收氣體中的二氧化硫?qū)嶒?yàn)三 旋風(fēng)除塵器性能測(cè)定 1實(shí)驗(yàn)四 顆粒的靜置自由沉降 8實(shí)驗(yàn)五 氣浮工藝 6實(shí)驗(yàn)六 化學(xué)混凝(1). 12實(shí)驗(yàn)七 化學(xué)混凝(2) .15實(shí)驗(yàn)八 活性炭吸附17實(shí)驗(yàn)九 清水曝氣充氧20實(shí)驗(yàn)十 離子交換法(1)24實(shí)驗(yàn)十一 離子交換法(2)27實(shí)驗(yàn)十二 活性污泥性能測(cè)定30實(shí)驗(yàn)十三 間歇活性污泥法sbr.33實(shí)驗(yàn)十四 連續(xù)流活性污泥法.37實(shí)驗(yàn)十五還原法處理酸性含銅廢水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十六廢水的可生化性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一:吸附法凈化工業(yè)含酸霧氣體一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證課堂上理論教學(xué)中講授的吸附原理、現(xiàn)象及特點(diǎn)

4、,通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀感受,鞏固和加深對(duì)理論的理解和認(rèn)識(shí);2、了解工業(yè)治理酸氣裝置吸附器的結(jié)構(gòu)和安裝及學(xué)習(xí)工藝實(shí)驗(yàn)的操作技能;3、掌握酸氣濃度的測(cè)定方法和吸附效率的計(jì)算;4、通過(guò)實(shí)驗(yàn)工藝流程的直觀性培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作(1)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線1).硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置:a.準(zhǔn)確稱取干燥的粒狀亞硝酸鈉(優(yōu)級(jí))0.1500g(稱重至0.1mg)溶于去離子水,并移入1000ml容量瓶中,用去離子水稀釋至刻度,搖勻。此溶液1ml含100gNO2-即100g NO2-/ml;b.使用時(shí)用去離子水準(zhǔn)確稀釋成5g NO2-/ml,即準(zhǔn)確取5.00ml濃度為10

5、0gNO2-/ml的標(biāo)準(zhǔn)液移入100ml容量瓶中加去離子水至標(biāo)線,則其濃度為5g NO2-/ml。2).標(biāo)準(zhǔn)曲線:在6只10ml試管中分別準(zhǔn)確加入0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80ml亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為5g NO2-/ml),每管中加入采樣吸收液5ml,用水稀釋至刻度(10mL),搖勻,放置15分鐘,于540nm處,用1cm比色皿,吸收液為參比,靈敏度為1檔的721分光光度計(jì)上測(cè)定吸光度。根據(jù)測(cè)定結(jié)果,做出樣品中NO2-含量a(g)與吸光度值A(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)方程,:測(cè)試后吸收液內(nèi)NO2-含量(所取氣體中)的微克數(shù),A:樣品吸收液的吸光度值;A0:空白吸收液吸光度值;K:斜率。(

6、2)充分理解和掌握吸附工藝實(shí)驗(yàn)流程圖、各部分的功能、相互聯(lián)接及安裝方法。 比色管號(hào)加試劑012345標(biāo)準(zhǔn)溶液/(ml)00.100.200.400.600.80吸收液/(ml)555555NO2-含量/(g)00.51.02.03.04.0吸光度值(3)在每個(gè)吸收管內(nèi)裝5ml吸收液并編好號(hào)碼。(4)在吸附器酸氣進(jìn)出采樣口連接上裝有氧化管及吸收管的大氣采樣器。注意有緩沖球一側(cè)的吸收管和大氣采樣器的吸氣口連結(jié)。2、實(shí)驗(yàn)操作(1)在酸霧發(fā)生器內(nèi)裝200ml左右50%的HNO3溶液并放入適量銅片,然后放在吸風(fēng)罩下。(2)啟動(dòng)風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)風(fēng)速為5m/s。(3)在進(jìn)出口同時(shí)采樣。采樣時(shí)間為10min,取下吸

7、收管,將吸收管中樣品吹入10ml試管,用少量蒸餾水沖洗,將溶液并入試管,用蒸餾水稀釋至刻度。(4)改變風(fēng)速,再取一次樣品,步驟同上。風(fēng)速要求:6m/s和7m/s。3、分析(方法:鹽酸萘乙二胺比色法)(1)將測(cè)試的吸收管內(nèi)的吸收液用吸耳球移入比色管。(2)用721分光光度計(jì)比色,準(zhǔn)確記錄樣品的光密度值y。(3)按標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算出NO2-含量ag。(4)通過(guò)換算公式計(jì)算出進(jìn)出口NOX濃度Cmg/m3注:C:進(jìn)出口NOX濃度mg/m3; 0.76:NO2(氣)轉(zhuǎn)換成NO2-(液)的系數(shù); Vnd:大氣采樣器從吸附器進(jìn)出氣兩端采樣口所抽取的氣體在標(biāo)下干氣氣體體積,l;Vt:大氣采樣器從吸附器兩端采樣

8、口所取氣體,l;Vt =大氣采樣器流量×采樣時(shí)間。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料(或樣品)1、實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)工藝流程圖見(jiàn)圖1。圖1 酸霧凈化工藝流程圖1.酸霧發(fā)生器 2.吸風(fēng)罩 3.吸附劑口 4.觀察窗 5.吸附劑層 6.吸附劑框 7.吸附劑裝料口 8.吸附塔 9.進(jìn)氣測(cè)口 10.出氣測(cè)口 11.風(fēng)量細(xì)調(diào)閥 12.風(fēng)量粗調(diào)閥 13.風(fēng)機(jī) 14.消聲器2、儀器設(shè)備(1)酸霧發(fā)生器;(2)大氣采樣器;(3)721分光光度計(jì);(4)光電天平;(5).容量瓶、移液管、10ml試管、比色管、吸收管等玻璃儀器;(6)吸耳球。3、試劑(1)蒸餾水;(2)亞硝酸鈉(優(yōu)級(jí));(3)50%的HNO3溶液;(4)銅片。

9、四、實(shí)驗(yàn)基本要求1、請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的具體尺寸按一定比例縮小畫(huà)出實(shí)驗(yàn)流程圖。要求:注明各處設(shè)備名稱,吸附器要認(rèn)真畫(huà)出正視圖,不能畫(huà)示意圖。2、嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),認(rèn)真計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3、此次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在哪些操作問(wèn)題,希望對(duì)哪些實(shí)驗(yàn)方法或流程進(jìn)行改進(jìn),請(qǐng)?zhí)岢鼋ㄗh和改進(jìn)意見(jiàn)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),字跡清晰工整,認(rèn)真計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格參考格式設(shè)備吸附層面積 0.24 m2 測(cè)試日期 設(shè)備吸附塔風(fēng)速 大氣壓 mmHg設(shè)備吸附塔流量 m3/h 溫度 設(shè)備管道截面積 m2(管道D=0.

10、1m)風(fēng) 速 m/s 流量 m3/h 10 測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)間t( min)采樣流量Q(l/min)采集氣體體積Vt(l)Vt=Q·t標(biāo)況下體積Vndl樣品吸光度值A(chǔ)NO2-含量 g濃度Cmg/m3吸收效率(%)1進(jìn)口出口2進(jìn)口出口3進(jìn)口出口六、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,各種酸的用量日益增加,如電子、輕工、化工、冶金、電鍍、機(jī)械等行業(yè),常常需要用酸進(jìn)行清洗和處理金屬表面。在這些用酸的場(chǎng)所,必然排放出大量的酸氣,嚴(yán)重污染大氣環(huán)境,不僅危害健康,損害文物古跡,而且腐蝕廠房設(shè)備及精密儀器,給生產(chǎn)造成很大的損失。因此,人們迫切需要采取措施凈化含酸霧氣體,以清除污染。目前凈化酸氣的方

11、法主要有:堿液吸收法、活性碳吸附法、催化法等。本實(shí)驗(yàn)是以SDG為吸附劑,用吸附法凈化酸氣,此法在工業(yè)上很有實(shí)用價(jià)值。1、吸附機(jī)理當(dāng)固體吸附劑處于氣體介質(zhì)中時(shí),氣相的某些組分,在吸附劑表面能的用下,被吸附劑所吸附。由于吸附力的強(qiáng)弱隨吸附劑與氣體物質(zhì)的性質(zhì)不同而有很大的差異,故而,可用吸附法將不同組分的混合氣體分離。根據(jù)吸附的性質(zhì),可分為物理吸附、化學(xué)吸附、物理化學(xué)吸附等三種類型。本實(shí)驗(yàn)即是依據(jù)物理化學(xué)原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)酸性氣體的吸附凈化。它既含有物理吸附的性質(zhì),又具有化學(xué)吸附的特征。其吸附機(jī)理可表示如下:1、NO NO2、NO2 NO23、O2O24、H2OH2O5、NO+O2NO26、3NO2+H2

12、O2HNO3+NO7、2mNO2+MRM(NO3)m+MNO8、m(HNO3)+MRM(NO3)m式中:-表示吸附態(tài); M -吸附劑的陽(yáng)離子; R - 吸附劑基體; m - M陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)。在上述過(guò)程中,1、2、3、4步為物理吸附,5、6、7、8步為化學(xué)吸附及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。2、吸附速率吸附過(guò)程是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程,所以吸附量和吸附效率都要受到傳質(zhì)作用時(shí)間的制約。(1)空塔線速(2)吸附速率式及有關(guān)參數(shù)根據(jù)吸附動(dòng)力學(xué)原理,吸附速率方程為式中:q-吸附速率 y-吸附質(zhì)在氣相混合物中的濃度; y*-吸附質(zhì)在氣相中的平衡濃度; K-吸附速度常數(shù)。K值與許多因素有關(guān),目前主要是一些經(jīng)驗(yàn)公式,如:威爾基(Wil

13、ke)和霍根(Hougen)提出的K值計(jì)算公式為式中:U-流體的平均線速度,m/s; UE-流體的最大線速度,m/s; µ -流體的粘度,Pas; -流體的密度,Kg/m3; dP-固體粒子有效直徑,m; Df-溶質(zhì)在流體中的擴(kuò)散系數(shù)。由上式可知,因吸附速率(q)隨K值成線性變化,故而也隨空塔線速變化。于是可進(jìn)一步推出下列關(guān)系式:式中:G-吸附容量,Kg/m3; -吸附時(shí)間,s; -空塔線速,m/s; F-吸附床層截面,m2; C進(jìn)-氣體吸附質(zhì)的初始濃度,Kg/m3; C出-逸出氣體吸附質(zhì)的濃度,Kg/m3; Q-氣體流量,m3/s; -吸附效率,%。從以上各式參數(shù)的關(guān)聯(lián)中不難看出,

14、只要測(cè)出氣體的流量、進(jìn)出口氣體吸附質(zhì)的濃度,就可以算出、q、G以及- C進(jìn),-等變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)三:堿液吸收氣體中的二氧化硫 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)采用填料吸收塔,利用5%NaOH溶液吸收氣體中的SO2。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可初步了解利用填料塔吸收凈化有害氣體的實(shí)驗(yàn)研究方法,同時(shí)還有助于加深理解在填料塔內(nèi)氣液接觸狀況及吸收過(guò)程的基本原理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的:1、了解利用吸收法凈化廢氣中SO2的效果;2、填料塔的基本結(jié)構(gòu)及其吸收凈化酸霧的工作原理;3、實(shí)驗(yàn)分析填料塔凈化效率的影響因素;4、了解SO2自動(dòng)測(cè)定儀的工作原理,掌握其測(cè)定方法;5、掌握實(shí)驗(yàn)中配氣方法,參數(shù)控制(如氣體流速、液體流量等),取樣方法及各種

15、有關(guān)設(shè)備的操作方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1)根據(jù)圖10-1所示正確連結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置,并檢查是否漏氣,全面熟悉流程(包括熟悉SO2自動(dòng)測(cè)定儀)并檢查電、氣、水各系統(tǒng)。(2)SO2濃度測(cè)定儀使用前的準(zhǔn)備工作:保證電池電量充足(當(dāng)測(cè)定儀顯示器上出現(xiàn)“BAT”字樣時(shí),應(yīng)盡快更換電池,此時(shí)儀器可能仍在正常工作,但讀數(shù)是不正確的。更換電池時(shí),打開(kāi)儀器背面蓋板,正確裝入堿性電池,并注意電池極性);查看儀器過(guò)濾器(連接軟管中,裝有一個(gè)在線過(guò)濾器,以阻止塵埃和水蒸氣進(jìn)入儀器,如果發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器出現(xiàn)潮濕或污染,應(yīng)立即晾干或更換,推薦使用AF10型過(guò)濾器。更換時(shí),把軟管從過(guò)濾器的兩端松開(kāi),換上新的過(guò)濾器,不得使

16、用任何潤(rùn)滑劑,并保證箭頭指向儀器);將“POWER”(電源)開(kāi)關(guān)置于“ZERO & STANDBY”(零點(diǎn)/待機(jī))位置,使儀器自動(dòng)校準(zhǔn)零點(diǎn)(如果儀器未能達(dá)到零點(diǎn),調(diào)節(jié)儀器上方的零點(diǎn)調(diào)整旋鈕,直到顯示000±1為止,注意調(diào)零時(shí)在距離有害氣體區(qū)域較遠(yuǎn)的清潔空氣中進(jìn)行)。(3)稱取NaOH試劑5kg溶于0.1m3水中,將其注入水箱中作為吸收系統(tǒng)的吸收液,開(kāi)啟水泵,根據(jù)液氣比的要求調(diào)節(jié)噴淋水的流量。2、實(shí)驗(yàn)操作(1)開(kāi)啟填料塔的進(jìn)液閥,并調(diào)節(jié)液體流量,使液體均勻噴布,并沿填料塔緩慢流下,以充分潤(rùn)濕填料表面,記錄此時(shí)流量。調(diào)節(jié)各閥門(mén)使得噴淋液流量達(dá)到最大值,記錄此時(shí)流量。(2)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)

17、,并逐漸打開(kāi)吸收塔的進(jìn)氣閥,調(diào)節(jié)空氣流量,仔細(xì)觀察氣液接觸狀況。用熱球式風(fēng)速計(jì)測(cè)量管道中的風(fēng)速并調(diào)節(jié)配風(fēng)閥使空塔氣速達(dá)到2m/s(氣體速度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)需要來(lái)確定)。(3)待吸收塔能夠正常工作后,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師開(kāi)啟SO2氣瓶,并調(diào)節(jié)其流量,使空氣中的SO2含量為0.10.5%(體積百分比,具體數(shù)值由指導(dǎo)教師掌握,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持進(jìn)口SO2濃度和流量不變)。(4)經(jīng)數(shù)分鐘,待塔內(nèi)操作完全穩(wěn)定后,開(kāi)始測(cè)量記錄數(shù)據(jù)。應(yīng)測(cè)量記錄的數(shù)據(jù)包括進(jìn)氣流量Q1、噴淋液流量Q2、進(jìn)口SO2濃度C1、出口C2濃度。(5)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算吸收廢氣中SO2的理論液氣比,在理論液氣比的噴淋液流量和最大噴淋液流量范圍

18、內(nèi),改變噴淋液流量,重復(fù)上述操作,測(cè)量SO2出口濃度,共測(cè)取45組數(shù)據(jù)。(6)實(shí)驗(yàn)完畢后,先關(guān)掉SO2鋼瓶,待12分鐘后再停止供液,最后停止鼓入空氣。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料(或樣品)1、實(shí)驗(yàn)流程本實(shí)驗(yàn)流程(圖2)大致可分為污染源發(fā)生、吸收和排放三部分,請(qǐng)學(xué)生自己按照現(xiàn)場(chǎng)的裝置按比例畫(huà)出實(shí)驗(yàn)流程圖。2、儀器設(shè)備(1)SO2酸霧凈化填料塔一臺(tái);(2)SO2與空氣混合罐一個(gè);(3)轉(zhuǎn)子流量計(jì)2個(gè)(液相轉(zhuǎn)子流量計(jì)1個(gè)、SO2轉(zhuǎn)子流量計(jì)1個(gè));(4)風(fēng)機(jī)一臺(tái);(5)SO2鋼瓶(含氣體)一個(gè);(6)SGA型SO2自動(dòng)分析儀兩臺(tái);(7)控制閥、橡膠聯(lián)結(jié)管若干及必要的玻璃儀器等。圖2 吸收工藝流程圖1、SO2鋼瓶

19、 2、混合罐 3、進(jìn)氣測(cè)定口 4、水箱 5、吸收塔 6、噴頭7、水泵 8、出氣測(cè)定口 9、配風(fēng)閥 10、配氣口 11、消音器 12、風(fēng)機(jī)3、試劑(1)5kg工業(yè)純NaOH試劑;(2)蒸餾水。四、實(shí)驗(yàn)基本要求1、請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的具體尺寸按一定比例縮小畫(huà)出實(shí)驗(yàn)流程圖。要求:注明各處設(shè)備名稱,吸收塔要認(rèn)真畫(huà)出正視圖,不能畫(huà)示意圖。2、實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)教材,掌握與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本理論知識(shí)。熟練掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法和步驟,嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),認(rèn)真計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3、根據(jù)本實(shí)驗(yàn)流程的實(shí)際情況,分析管道內(nèi)氣速的大小,將受到哪些因素的影響;

20、去除率的大小與哪些因素有關(guān)。4、此次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在哪些問(wèn)題,是如何解決的,希望對(duì)哪些實(shí)驗(yàn)方法或流程進(jìn)行改進(jìn),請(qǐng)?zhí)岢鼋ㄗh和改進(jìn)意見(jiàn)。妥善管理SO2鋼瓶、控制SO2氣流、請(qǐng)注意安全。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),字跡清晰工整,認(rèn)真計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格參考格式大氣壓: 溫度:測(cè)定次數(shù)管道風(fēng)速(m/s)SO2流量(m3/s)噴淋液量(L/h)SO2入口濃度(mg/m3)SO2出口濃度(mg/m3)123453、計(jì)算(1)凈化效率計(jì)算吸收塔凈化效率,其中,:凈化效率; C1:SO2入口濃度; C2:SO2出口濃度。測(cè)定次數(shù)SO2濃度(mg/m3)液氣比凈化效率(%

21、)平均凈化率1進(jìn)氣出氣2進(jìn)氣出氣3進(jìn)氣出氣4進(jìn)氣出氣5進(jìn)氣出氣根據(jù)所得的凈化效率與對(duì)應(yīng)的液氣比結(jié)果繪制曲線,從圖中確定最佳液氣比條件。4、討論(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的曲線中,可以得到哪些結(jié)論?(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn),有什么體會(huì),對(duì)實(shí)驗(yàn)有何改進(jìn)意見(jiàn)?六、相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)含SO2的氣體可采用吸收法凈化,由于SO2在水中的溶解度較低,故常常采用化學(xué)吸收的方法。本實(shí)驗(yàn)采用堿性吸收液(5%NaOH吸收液)凈化吸收SO2氣體。吸收液從水箱通過(guò)水泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)由填料塔上部經(jīng)噴淋裝置進(jìn)入塔內(nèi),流經(jīng)填料表面,由塔下部排出,再進(jìn)入水箱??諝馐紫冗M(jìn)入緩沖灌,SO2由SO2鋼瓶進(jìn)入緩沖灌,經(jīng)緩沖灌混合后的含SO2空氣從塔底進(jìn)氣口進(jìn)

22、入填料塔內(nèi),通過(guò)填料層與NaOH噴淋吸收液充分混合、接觸、吸收,尾氣由塔頂排出。吸收過(guò)程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為:2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O2NaHSO3實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)測(cè)定填料凈化塔進(jìn)出口氣體中的含量,即可近似計(jì)算出吸收塔的平均凈化效率。改變噴淋液的流量,重復(fù)上述過(guò)程,計(jì)算吸收塔的凈化效率,進(jìn)而了解吸收效果,確定最佳液氣比實(shí)驗(yàn)三旋風(fēng)除塵實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)旋風(fēng)除塵實(shí)驗(yàn),掌握除塵器實(shí)驗(yàn)研究的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用靜壓法測(cè)定管道中的風(fēng)量。2、用靜壓法測(cè)定旋風(fēng)除塵器的壓力隕失。3、用質(zhì)量法測(cè)定旋風(fēng)除塵器的除塵效率。三、實(shí)驗(yàn)原理1、風(fēng)量的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)裝置(圖1)采用

23、靜壓法測(cè)定管道中的風(fēng)量,測(cè)出吸氣均流管中平均靜壓PS后,可按下式計(jì)算出風(fēng)量:VA(m3/s) (1)式中:A管道斷面積(m2);均流管流量系數(shù),本實(shí)驗(yàn)裝置的均流管為雙紐線型0.98r空氣密度(kg/m3);平均靜壓的絕對(duì)值(Pa)。用傾斜式微壓計(jì)測(cè)定的按下式計(jì)算:式中:K微壓計(jì)系數(shù);微壓計(jì)讀數(shù)(mm);g=9.87m/S22、旋風(fēng)除塵器壓力損失和阻力系數(shù)的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用靜壓法測(cè)定旋風(fēng)除塵器的壓力損失。由于本實(shí)驗(yàn)裝置中除塵器進(jìn)、出口接管斷面相等。氣流動(dòng)壓相等,所以除塵器的壓力損力等于進(jìn)、出口斷面平均靜壓之差,取測(cè)定點(diǎn)的除塵器進(jìn)出口一定距離的a·b截面處(見(jiàn)圖1)則除塵器的壓損為:式中:

24、a,b兩截面處的靜壓差;a截面至除塵器進(jìn)口處的壓損;除塵器出口處至b截面的壓損。測(cè)出旋風(fēng)除塵器的壓力損失之后,便可計(jì)算出旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù):式中: v1 旋風(fēng)除塵器進(jìn)口風(fēng)速,m/s。 含塵氣體的密度,kg/m33、用質(zhì)量法測(cè)定除塵效率測(cè)出同一時(shí)間進(jìn)入除塵器的粉塵質(zhì)量Si(克)和除塵器捕集的粉塵質(zhì)量Sc(克),則除塵效率:Sc/ SI×100%四、實(shí)驗(yàn)裝置和儀器:1喂灰裝置2吸氣均流管3微壓計(jì)4旋風(fēng)除塵器5集塵箱6U型管壓差計(jì)7調(diào)節(jié)閥門(mén)8引風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)用儀器有:傾斜式微壓機(jī);U型壓差計(jì);皮托管;干濕球溫度計(jì);空盒氣壓計(jì);分析天平;托盤(pán)天平等。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)定室內(nèi)空氣溫度和相對(duì)濕度,大

25、氣壓力,計(jì)算空氣密度。2、測(cè)定除塵器處理風(fēng)量,用傾斜式微壓機(jī)測(cè)出均流管入口平均靜壓Ps(應(yīng)在喂灰后測(cè)定),按式(1)(2)計(jì)算出風(fēng)量。3、測(cè)定除塵器壓力損力,用U型壓差計(jì)測(cè)定,兩截面之間的靜壓差計(jì)(應(yīng)在喂灰后測(cè)定),計(jì)算出與,按式(3)(4)計(jì)算和。4、除塵器效率測(cè)定用托盤(pán)天平稱一定量塵樣,放放喂灰漏斗,起動(dòng)通風(fēng)機(jī)和喂灰裝置,待塵量全部送完,稱量集塵斗塵量,計(jì)算除塵效率。5、按上述實(shí)驗(yàn)步驟,將測(cè)定及計(jì)算所得的數(shù)據(jù)分項(xiàng)列成表格,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。測(cè)定次數(shù)發(fā)塵量發(fā)塵時(shí)間進(jìn)口氣體含塵濃度收塵量出口氣體含塵濃度除塵器全效率1234以除塵器進(jìn)口氣速為橫坐標(biāo),除塵器全效率為縱坐標(biāo);以除塵器進(jìn)口氣速為橫坐標(biāo),除

26、塵器在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的阻力為縱坐標(biāo),將上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)繪成曲線。六、思考題1、影響旋風(fēng)除塵效率的主要因素有哪些?2、若除塵系統(tǒng)內(nèi)有漏氣現(xiàn)象,將會(huì)出現(xiàn)什么后果,原因是什么?實(shí)驗(yàn)四靜置沉淀實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察沉淀過(guò)程,求出沉淀曲線,沉淀曲線應(yīng)包括:(1)沉淀時(shí)間與沉淀效率E的關(guān)系曲線;(2)顆粒沉速U與沉淀效率E的關(guān)系曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理在含有離散顆粒的廢水靜置沉淀過(guò)程中,若試驗(yàn)柱內(nèi)有效水深為H,通過(guò)不同的沉淀時(shí)間,可求得不同的顆粒沉淀速度,H/t0對(duì)于指定的沉淀時(shí)間t0可求得顆粒沉淀速度U。那些沉速等于或大于U0的顆粒在t0時(shí)間內(nèi)可全部除去,而對(duì)沉速小于u0的顆粒則只能除去一部分,其去除的比例為U/U0

27、。設(shè)X0為沉速UU0的顆粒所占有百分?jǐn)?shù),于是在懸浮顆粒總數(shù)中,沉速UU0的顆粒所占的百分?jǐn)?shù)應(yīng)為(1X0),它們?cè)趖0時(shí)間內(nèi)均可除去。因此,去除的百分?jǐn)?shù)可用1X0來(lái)表示。沉速UU0的每種粒徑的顆粒去除的百分?jǐn)?shù)為,所以,總?cè)コ剩篍(1X0)+對(duì)于絮凝性懸浮顆粒的靜置沉淀去除率,不僅與沉速有關(guān),還與深度有關(guān)。因此試驗(yàn)柱應(yīng)不同深度處設(shè)有取樣口。在不同的選定時(shí)段,從不同深度取出水樣,測(cè)定這部分水樣中的顆粒濃度,并用以計(jì)算沉淀物的百分?jǐn)?shù)。在橫坐標(biāo)為沉淀時(shí)間、縱坐標(biāo)為深度的圖上繪出等濃度曲線,據(jù)此可求出懸浮顆粒的總?cè)コ剩ㄒ?jiàn)第二章)。沉淀開(kāi)始時(shí),可以認(rèn)為懸浮顆粒在水中的分布是均勻的。隨著沉淀歷時(shí)的增加,試

28、驗(yàn)柱內(nèi)懸浮顆粒的分布變?yōu)椴痪鶆?。?yán)格地說(shuō)經(jīng)過(guò)沉淀時(shí)間后,應(yīng)將柱內(nèi)有效水深H的全部水樣取出,測(cè)其懸浮物含量來(lái)計(jì)算時(shí)間內(nèi)的沉淀效率。這樣,每個(gè)試驗(yàn)柱只能求一個(gè)沉淀時(shí)間的沉淀效率,致使實(shí)驗(yàn)工作量較大。為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)及測(cè)定工作量,考慮到試驗(yàn)柱內(nèi)懸浮物濃度沿水深逐漸加大,近似地認(rèn)為在H/2處水樣的懸浮物濃度可以代表整個(gè)有效水深內(nèi)懸浮物的平均濃度。于是如果將取樣口裝在H/2處,在一個(gè)試驗(yàn)柱內(nèi)可按不同沉淀時(shí)間多次取樣。這樣做雖有一定誤差,但一般情況下,在工程上還是允許的。三、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、沉淀試驗(yàn)柱:直徑j(luò)100mm,工作有效水深(由溢出口下緣到底的距離)H1500mm或2000mm。2、真空抽濾裝置或過(guò)濾

29、裝置。3、懸浮固體測(cè)定所需的設(shè)備,包括分析天平、帶蓋稱量或古氏坩堝、干燥器、烘箱等。4、攪拌桶和泵。四、實(shí)驗(yàn)水樣生活污水,造紙廢水,高爐煤氣洗滌廢水,其它工業(yè)廢水或粘土配水。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、將水樣倒入攪拌桶內(nèi),用泵循環(huán)攪拌約5分鐘,使水樣中懸浮顆粒分布均勻。2、用泵將水樣輸入沉淀試驗(yàn)柱。在輸入過(guò)程中,從柱中取樣2次,每次約50ml(取樣后要準(zhǔn)確記錄水樣體積)。此水樣的懸浮物濃度即為實(shí)驗(yàn)水樣的原始濃度C0。3、當(dāng)水樣升到溢流口沿溢流管流出水后,關(guān)緊沉淀試驗(yàn)柱底部的閥門(mén),停泵并記下沉淀開(kāi)始時(shí)間。4、觀察靜置沉淀現(xiàn)象。5、第5、10、20、30、60、120min,各從試驗(yàn)柱中部取樣口取樣二次,每次

30、約50ml左右(準(zhǔn)確記錄水樣體積)。取水樣前要先排出取樣管中的積水約10ml左右,取水樣后要測(cè)量工作水深的變化。6、將每一種沉淀時(shí)間的兩個(gè)水樣作平行試驗(yàn),用濾紙過(guò)濾(濾紙應(yīng)當(dāng)是已在烘箱內(nèi)烘干后稱量過(guò)的),并把過(guò)濾后的濾紙放入已準(zhǔn)確稱量的帶蓋稱量瓶骨,在105110烘箱內(nèi)烘干,稱量濾紙及帶蓋稱量瓶的增重,即為水樣中的懸浮物重量。7、計(jì)算不同沉淀時(shí)間的水樣中的懸浮物濃度C,沉淀效率E,以及相應(yīng)的顆粒沉速U。畫(huà)出E和E的關(guān)系曲線。六、對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求和討論。1、提交實(shí)驗(yàn)記錄及沉淀曲線。實(shí)驗(yàn)記錄參考格式見(jiàn)下表。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理填入表中。根據(jù) =100%*(C0-C)/C0計(jì)算總?cè)コ?,?huà)出總?cè)コ逝c沉降

31、時(shí)間t的關(guān)系曲線,即沉降效率曲線(),同時(shí)畫(huà)出的關(guān)系曲線。用坐標(biāo)紙畫(huà)出各種顆粒沉降速度與顆粒去除效率的關(guān)系圖,如圖2、分析實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論:(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的沉淀效率與數(shù)學(xué)計(jì)算相比,誤差為多少?誤差原因何在?(2)分析不同工作水深的沉淀曲線,如應(yīng)用到設(shè)計(jì)沉淀池,需要注意些什么問(wèn)題?靜置沉淀實(shí)驗(yàn)記錄水樣名稱:取樣日期:實(shí)驗(yàn)日期:沉淀柱直徑:截面積:水溫:靜置沉淀時(shí)間(min)水樣體積(ml)排出積水體積(ml)稱量瓶號(hào)稱量瓶及濾紙共重(g)稱量瓶濾紙和懸浮物共重(g)水樣中懸浮物重量(g )懸浮物濃度(mg/l)懸浮物平均濃度(mg/l)沉淀效率E(%)沉淀柱內(nèi)工作水深(mm)顆粒沉

32、速(mm/s)、圖2 顆粒沉降速度與顆粒去除效率的關(guān)系附 錄1:懸浮物濃度的測(cè)定:紙和稱量瓶(已編好號(hào))在103105烘至恒溫,得1。搖動(dòng)水樣后立即過(guò)濾。將過(guò)濾后的濾紙?jiān)?03105烘干(約一小時(shí))后放入干燥器內(nèi)冷卻并稱重,經(jīng)多次烘干后至恒重(兩次的稱重之差小于0.4)得2。計(jì)算:(mg/L)W1 濾紙和稱量瓶的重量2 濾紙、稱量瓶加殘?jiān)闹亓?過(guò)濾水樣毫升數(shù)。實(shí)驗(yàn)五 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谒幚砉こ讨?,?液分離是一種很重要的,常用的物理方法。氣浮法是固液分離的方法之一,它常被用來(lái)分離密度小于或接近于水、難以用重力自然沉降法去除的懸浮顆粒。氣浮法廣泛應(yīng)用于分離水中的細(xì)小懸浮物、藻類及

33、微絮體;回收造紙廢水的紙漿纖維;分離回收廢水中的浮油和乳化油等。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)達(dá)到以下目的:1、了解壓力溶氣氣浮法處理廢水的工藝流程;2、了解溶氣水回流比對(duì)處理效果的影響;3、 掌握色度的測(cè)定方法。二、氣浮原理氣浮法是進(jìn)行固液分離的方法之一。該法是在水中通入空氣,產(chǎn)生微細(xì)泡(有時(shí)還需要同時(shí)加入混凝劑),使水中細(xì)小的懸浮物黏附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣,再用刮渣機(jī)收集。這樣,廢水中的懸浮物質(zhì)得到了去除,同時(shí)凈化了水質(zhì)。氣浮分為射流氣浮、葉輪氣浮和壓力溶氣氣浮。氣浮法主要用于洗煤廢水、含油廢水、造紙和食品等廢水的處理。三、實(shí)驗(yàn)水樣自配模擬水樣四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工藝流程 五、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉實(shí)驗(yàn)

34、工藝流程;2、廢水用6mol/L的NaOH溶液調(diào)至pH=89,在500mL的量筒內(nèi)分別加入廢水200、250、300、350、400mL;3、啟動(dòng)廢水泵,將混凝池和氣浮池注滿水;4、啟動(dòng)空氣壓縮機(jī),待氣泵內(nèi)有一定壓力時(shí)開(kāi)啟清水泵,同時(shí)向加壓溶氣罐內(nèi)注水、進(jìn)氣,打開(kāi)溶氣罐的處水閥;5、迅速調(diào)節(jié)進(jìn)水量使溶氣罐內(nèi)的水位保持在液位計(jì)的2/3處,壓力為0.30.4MPa。如進(jìn)氣量過(guò)大,液位基本保持穩(wěn)定,直到釋放器釋放出含有大量微氣泡的乳白色的溶氣水。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;6、向各水樣加入混凝劑,使其濃度為250350mg/L,并攪拌均勻;7、從溶氣罐取樣口向各水樣中注入溶氣水,使最終體積為500mL。靜置203

35、0min,取樣測(cè)定色度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表;8、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制色度去除率與回流比之間的關(guān)系曲線。表1 加壓溶氣氣浮實(shí)驗(yàn)記錄表廢水體積(mL)0200250300350400450備注溶氣水體積(mL)回流比氣浮時(shí)間(min)色度原水 出水色度去除率(%) 六、試驗(yàn)結(jié)果與討論 1、應(yīng)用已掌握的知識(shí)分析你取得釋氣量測(cè)定結(jié)果的正確性; 2、試述工作壓力對(duì)溶氣效率的影響; 3、擬定一個(gè)測(cè)定氣固比與工作壓力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案。附錄 色度測(cè)定方法純水為無(wú)色透明的液體。潔凈水在水層淺時(shí)為無(wú)色,深層為淺藍(lán)綠色,天然水受污染時(shí)可著色。水的顏色可區(qū)分為“真色”和“表色”兩種,真色是指去除濁度后水的顏色,沒(méi)有去除懸

36、浮物的水所具有的顏色稱為表色。測(cè)定色度的方法的選擇:測(cè)定較清潔的、帶有黃色色調(diào)的天然水和飲用水的色度用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法,以整數(shù)表示結(jié)果;測(cè)定受工業(yè)廢水污染的地面水和工業(yè)廢水,可用文字描述顏色的種類和深淺程度,并以稀釋倍數(shù)法測(cè)定色的強(qiáng)度。方法一 鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法一、 概述1、方法原理用氯鉑酸鉀與氯化鈷配成標(biāo)準(zhǔn)色列,與水樣進(jìn)行目視比色。每升水中含有1mg鉑和0.5mg鈷時(shí)所具有的顏色,稱為1度,作為標(biāo)準(zhǔn)色度單位。2、干擾及消除如水樣混濁,則放置澄清,亦用離心法或用孔徑為0.45m濾膜過(guò)濾以去除懸浮物。但不能用濾紙過(guò)濾,因?yàn)V紙可吸附部分溶解于水的顏色。3、儀器50mL具塞比色管,其刻線高度應(yīng)一致。4、試

37、劑鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取1.246g氯鉑酸鉀(K2PtCl6)(相當(dāng)于500mg鉑)及1.000g氯化鈷(CoCl2.6H2O)(相當(dāng)于250mg鈷),溶于100mL水中,加100mL鹽酸,用水定至1000mL。此溶液色度為500度,保存在密塞玻璃瓶中,存放暗處。二、步驟1、標(biāo)準(zhǔn)色列的配置向50mL比色管中加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00及7.00mL鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液,用水稀釋至標(biāo)線,混勻。各關(guān)的色度依次為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60和70度。密塞保存。2、水樣的測(cè)定(1)分

38、取50.0mL澄清透明水樣于比色管中,如水樣色度較大,可酌情少取水樣,用水稀釋至50.0mL;(2)將水樣與標(biāo)準(zhǔn)色列進(jìn)行目視比色比較。觀測(cè)時(shí),可將比色管置于白瓷板或白紙上,使光線從管底向上透過(guò)液柱,目光自管口垂直向下觀察。記下與水樣色度相同的鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)色列的色度。三、計(jì)算色度(度)=式中,A稀釋后水樣相當(dāng)于鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)色列的色度;B-水樣的體積(mL)四、注意事項(xiàng)(1)可用重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀配制標(biāo)準(zhǔn)色列。方法是:稱取0.0437g重鉻酸鉀和1.000g硫酸鈷(COSO4.7H2O),溶于少量水中,加入0.50mL硫酸,用水稀釋至500mL。此溶液的色度為500度。不宜久存;(2)如果樣品中有泥土或

39、其他分散很細(xì)的懸浮物,雖經(jīng)預(yù)處理而得不到透明水樣時(shí),則只測(cè)標(biāo)色。方法二 稀釋倍數(shù)法一、概述1、方法原理為說(shuō)明工業(yè)廢水的顏色種類,如:深藍(lán)色、棕黃色、暗黑色等,可用文字描述。為定量說(shuō)明工業(yè)廢水色度的大小,采用稀釋倍數(shù)法,以此表示水樣的色度。2、干擾及消除如測(cè)定水樣的真色,應(yīng)放置澄清取上清液,或用離心法去除懸浮物后測(cè)定;如測(cè)定水樣的表色,待水樣中的大顆粒懸浮物沉降后,取上清液測(cè)定。3、儀器50mL具塞比色管,其標(biāo)線高度要一致。二、步驟1、取100150mL澄清水樣置燒杯中,以白色瓷板為背景,觀測(cè)并描述其顏色種類;2、分取澄清的水樣,用水稀釋成不同的倍數(shù),分取50mL分別置于50mL比色管中,管底部

40、襯一白瓷板,由上向下觀察稀釋后水樣的顏色,并與蒸餾水比較,直至剛好看不到顏色,記錄此時(shí)的稀釋倍數(shù)。實(shí)驗(yàn)六 化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)(1)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)污染物濃度較低的水樣,采用混凝工藝進(jìn)行深度處理,確定不同混凝劑的最佳投藥量,觀察絮凝過(guò)程中礬花的形成及其特點(diǎn),掌握混凝工藝的操作方法。二. 實(shí)驗(yàn)原理 天然水中存在大量膠體顆粒,是使水產(chǎn)生渾濁的一個(gè)重要原因,膠體顆粒靠自然沉淀是不能除去的。水中的膠體顆粒,主要是帶負(fù)電的粘土顆粒。膠粒間的靜電斥力,膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠粒表面的水化作用,使得膠體具有穩(wěn)定性?;瘜W(xué)混凝機(jī)制主要是通過(guò)混凝劑在水中水解,對(duì)水中膠體產(chǎn)生壓縮雙電層、吸附架橋和網(wǎng)捕等三方面的作用

41、,促使膠體凝聚,形成絮凝體,最終通過(guò)沉淀作用得以去除。三. 實(shí)驗(yàn)材料和裝置1、可調(diào)速攪拌器;2、燒杯1000 ml;3、721型分光光度計(jì);4、pH計(jì)或精密pH試紙、溫度計(jì);5、10ml移液管、1000ml 量筒;6、混凝劑:10g/L聚合氯化鋁(PAC);7、1 硫酸鋁溶液和三氯化鐵溶液;8、濁度儀四. 實(shí)驗(yàn)步驟1 測(cè)原水水溫、濁度及pH;2 用1000mL量簡(jiǎn)量取水樣至1000mL燒杯中。設(shè)最小投藥量和最大投藥量,利用均分法確定第一組實(shí)驗(yàn)其它四個(gè)水樣的混凝劑投加量。3 將第一組水樣置于攪拌機(jī)中,開(kāi)動(dòng)機(jī)器,調(diào)整轉(zhuǎn)速,中速運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘,同時(shí)將計(jì)算好的投藥量,用移液管分別移取至加藥試管中。4 將燒

42、杯放置攪拌機(jī)下,快速運(yùn)轉(zhuǎn)30s,達(dá)到充分混合的目的。之后,將轉(zhuǎn)速調(diào)到中速運(yùn)轉(zhuǎn)(例如120轉(zhuǎn)分)。攪拌5min后,迅速將轉(zhuǎn)速調(diào)至慢速(例如80rmin)攪拌10min。5 攪拌過(guò)程中,注意觀察并記錄礬花形成的過(guò)程、礬花外觀大小和密實(shí)程度等。攪拌過(guò)程完成后,停機(jī)靜沉25分鐘,并觀察記錄帆花沉淀的過(guò)程。與此同時(shí),再將第二組水樣置于攪拌機(jī)下。6 第一組水樣靜沉25min后,用注射器每次汲取水樣杯中上清液約130mL(夠濁度儀、pH計(jì)測(cè)定即可),置于洗凈的200 mL燒杯中,測(cè)濁度及pH并記入表1中。表1原始數(shù)據(jù)記錄表 實(shí)驗(yàn)組號(hào)混凝劑名稱原水渾濁度原水溫度原水pH水樣編號(hào)123456投藥量剩余濁度沉淀后

43、pH值水樣編號(hào)123456投藥量剩余濁度沉淀后pH值 注意事項(xiàng) 1取水樣時(shí),所取水樣要攪拌均勻,要一次量取以盡量減少所取水樣濃度上的差別。 2移取燒杯中上清液時(shí),要保持條件一致,不要把沉下去的礬花攪起來(lái)。 以投藥量為橫坐標(biāo),以剩余濁度為縱坐標(biāo),繪制投藥量-剩余濁度曲線,從曲線上可求得不大于某一剩余濁度的最佳投藥量值。 思考題 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)述影響混凝的主要因素。 附:濁度的測(cè)定所謂濁度即為水體混濁的程度,是表示水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度,即是水樣中的微細(xì)懸浮物的光學(xué)特性表示法。濁度是由于水中含有泥沙、粘土、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)造成的。

44、天然水經(jīng)混凝、沉淀、過(guò)濾等處理,使水變得清澈。測(cè)定水樣濁度可用分光光度法。 1、方法原理在適當(dāng)溫度下,硫酸肼(NH2)2SO4·H2SO4與六次甲基四胺(CH2)6N4聚合,形成白色高分子聚合物。以此作參比濁度標(biāo)準(zhǔn)液,在一定條件下與水樣濁度相比較。2、試劑濁度貯備液,配置方法如下:稱取0.50克硫酸肼,5.00克六次甲基四胺,分別溶于400ml蒸餾水中,將溶解的兩種溶液倒入1000ml容量瓶中混合,加蒸餾水稀釋至刻度,混合搖勻,在25±3 0C溫度下反應(yīng)24h,即得到400度的濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液。3、儀器:50ml比色管,721分光光度計(jì)。測(cè)定步驟(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 吸取濁度標(biāo)

45、準(zhǔn)溶液0,0.50,1.25,2.50,5.00,10.00和12.50ml,置于50ml比色管中,加水至標(biāo)線。搖勻后即得濁度為0,4,10,20,40,80,100的標(biāo)準(zhǔn)系列。于680nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 (2)水樣的測(cè)定吸取50.0ml水樣(如濁度超過(guò)100度,可酌情少取,用水稀釋到50.0ml)于50ml比色管中,按校準(zhǔn)曲線步驟,測(cè)定吸光度。由校準(zhǔn)曲線上查得水樣濁度。4、計(jì)算 濁度=50式中,A稀釋過(guò)水樣的濁度;C原水樣體積(ml)實(shí)驗(yàn)七 化學(xué)混凝實(shí)驗(yàn)(2)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)的目的在于掌握混凝工藝的基本技能和研究方法,針對(duì)染料廢水,確定混凝劑的最佳投量及混凝過(guò)程中最佳pH

46、值等參數(shù)。二. 實(shí)驗(yàn)原理化學(xué)混凝法通常用來(lái)除去廢水中的膠體污染物和細(xì)微懸浮物。混凝包括凝聚和絮凝兩個(gè)步驟,凝聚是指在化學(xué)藥劑作用下使膠體和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)、聚集為微絮體的過(guò)程,而絮凝則是指微絮體在水流紊動(dòng)作用下,長(zhǎng)大成為絮凝體的過(guò)程。一般水處理中,混合階級(jí)的G值約為5001000s-1,混合時(shí)間為1030s,一般不超過(guò)2min;在反應(yīng)階段,G值約為10100s-1,停留時(shí)間一般為1530min;沉淀3040min。三. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1、可調(diào)速攪拌器;2、1000 ml燒杯;3、721型分光光度計(jì);4、pH計(jì)或精密pH試紙、溫度計(jì);5、10ml移液管、1000ml 量筒;6、混凝劑:100g/L

47、聚合氯化鋁(PAC);7、10%鹽酸,10%氫氧化鈉;8、500mg/L活性染料(活性艷藍(lán)KN-R)廢水200L。四. 實(shí)驗(yàn)步驟(一)、混凝劑最佳投加量的確定1、染料廢水最大吸收波長(zhǎng)的確定,測(cè)定原廢水的吸光度值;2、用量筒量取1000ml水樣于1000ml燒杯中,測(cè)量廢水的溫度,進(jìn)行記錄;分別用移液管加入一定量的混凝劑PAC至燒杯中(混凝劑在燒杯中的濃度分別為400、500、600、700和800mg/L),然后快攪(300400r/min)1min,慢轉(zhuǎn)(80120r/min)15min,再沉淀30min;取沉淀后水樣用分光光度測(cè)定吸光度和pH值。3、攪拌過(guò)程中,觀察記錄礬花形成的時(shí)間,找出

48、混凝劑最佳投加量值和混凝過(guò)程對(duì)廢水pH值的影響。(二)、攪拌時(shí)間對(duì)混凝過(guò)程的影響1、選擇最佳的混凝劑投加量,分別采用1、2、3、4、5min為混合快攪的時(shí)間,之后慢攪15min, 再沉淀30min;取沉淀后水樣進(jìn)行分光光度測(cè)定和pH值的測(cè)定。分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2、選擇最佳的混凝劑投加量和最佳快攪混合時(shí)間,之后分別慢攪3、6、9、12、15 min, 再沉淀30min;取沉淀后水樣進(jìn)行分光光度測(cè)定和pH值的測(cè)定。與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。(三)、pH值對(duì)混凝效果的影響 1、取水樣1000ml,分別采用酸或堿將水樣調(diào)節(jié)pH為3、5、7、9和11; 2、采用最佳投量和最佳機(jī)械攪拌時(shí)間,對(duì)上述5個(gè)水樣進(jìn)行混

49、凝實(shí)驗(yàn),分析廢水pH對(duì)混凝效果的影響。五. 數(shù)據(jù)整理及結(jié)果分析1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo),繪制吸收波長(zhǎng)曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線;2、以廢水吸光度值為縱坐標(biāo),混凝劑加注量為橫坐標(biāo),繪制吸光度(色度)與藥劑投加量關(guān)系曲線,并從圖中求出最佳混凝劑投加量;3、以廢水吸光度值為縱坐標(biāo),攪拌時(shí)間為橫坐標(biāo),繪制吸光度(色度)與攪拌時(shí)間關(guān)系曲線,并從圖中求出最佳攪拌時(shí)間條件;4、以廢水吸光度值為縱坐標(biāo),水樣pH值為橫坐標(biāo)繪出吸光度值與pH值關(guān)系曲線,從圖上求出所投加混凝劑的混凝最佳pH值及其使用范圍。53實(shí)驗(yàn)八活性炭吸附實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1加深理解吸附的基本原理; 2掌握活性炭吸附公式中常數(shù)的確定

50、方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 活性炭處理工藝是運(yùn)用吸附的方法去除異味、某些離子以及難進(jìn)行生物降解的有機(jī)污染物?;钚蕴繉?duì)水中所含雜質(zhì)的吸附既有機(jī)物理吸附,也有化學(xué)吸附。 活性炭對(duì)水中所含雜質(zhì)進(jìn)行吸附時(shí),水中溶解性雜質(zhì)在活性炭表面積聚而被吸附,同時(shí)已被吸附的物質(zhì)由于分子的運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)活性炭表面,新進(jìn)入水中,即同時(shí)發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),則稱為吸附平衡。如果在一定壓力和溫度條件下,用m克活性炭吸附溶液中的溶質(zhì),被吸附的溶質(zhì)為x毫克,則單位重量的活性炭吸附溶質(zhì)的數(shù)量為:qe的大小受活性炭種類、被吸附物質(zhì)的性質(zhì)及濃度、水溫及pH值有關(guān)。 在污水處理中常用弗羅德里希公式來(lái)描述吸附容量與吸附平衡溶液濃度C的關(guān)系。其表達(dá)式為:式中:qe吸附容量(mgg); K與吸附比表面積、溫度有關(guān)的系數(shù); n與溫度有關(guān)的常數(shù),n>1; C吸附平衡時(shí)的溶液濃度(C mgL)。 通常用圖解法求經(jīng)驗(yàn)常數(shù)K、 n值,將式上式變換成線性關(guān)系: 三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備 (一)實(shí)驗(yàn)裝置 本實(shí)驗(yàn)采用間歇性吸附操作,即用三角燒杯裝入活性炭和水樣進(jìn)行振蕩的方法。 (二)實(shí)驗(yàn)儀器及藥劑 1振蕩器(THZ82型)1臺(tái) 2pH計(jì)(PHA型)1臺(tái) 3活性炭2Kg4COD測(cè)試儀1套 5溫

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