環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充資料

1、環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充資料二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.熟悉攪拌機(jī)、濁度計(jì)和熟悉攪拌機(jī)、濁度計(jì)和pHpH計(jì)的使用。計(jì)的使用。2.2.測(cè)定原水樣的濁度、測(cè)定原水樣的濁度、pHpH值和水溫。值和水溫。 （原水樣?。ㄔ畼尤∽允趾铀?。自十字河水）。3.3.確定混凝劑的最小和最佳投加量。確定混凝劑的最小和最佳投加量。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的黏土顆粒。水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的黏土顆粒。膠體間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠體表面的膠體間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠體表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影

2、響最大。因此，膠體顆粒靠自然沉淀是不能斥力影響最大。因此，膠體顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹サ?。向水中加入混凝劑能提供大量的正離子，除去的。向水中加入混凝劑能提供大量的正離子，壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使電位降低，靜電斥力減電位降低，靜電斥力減少。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因少。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因素，也有利于膠粒的吸附凝聚。素，也有利于膠粒的吸附凝聚。水化膠中的水分子與膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性和水化膠中的水分子與膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性和較高黏度，把這些分子排擠出去需要克服特殊阻較高黏度，把這些分子排擠出去需要克服特殊阻力，阻礙膠體直接接觸。有些水化膜的存在

3、決定于力，阻礙膠體直接接觸。有些水化膜的存在決定于雙電層狀態(tài)投加混凝劑降低雙電層狀態(tài)投加混凝劑降低電位，有可能使水化電位，有可能使水化作用減弱，混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接作用減弱，混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接加入水分中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠加入水分中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠粒與膠粒之間起吸附架橋作用。即使粒與膠粒之間起吸附架橋作用。即使電位沒有降電位沒有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過高分子鏈低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。 水力條件對(duì)混凝效果有重要影響。兩個(gè)主要的控制水力條件對(duì)混

4、凝效果有重要影響。兩個(gè)主要的控制指標(biāo)是攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。指標(biāo)是攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。攪拌強(qiáng)度：常用速度梯度攪拌強(qiáng)度：常用速度梯度G來表示。在混合階段，要來表示。在混合階段，要求混凝劑與廢水迅速均勻的混合，要求求混凝劑與廢水迅速均勻的混合，要求G在在500-1000s-1，攪拌時(shí)間，攪拌時(shí)間t應(yīng)在應(yīng)在10-30s。而反應(yīng)階段既要?jiǎng)?chuàng)。而反應(yīng)階段既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機(jī)會(huì)成長機(jī)會(huì)，又要防止生成的絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)又要防止生成的絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)度要逐漸減小，而反應(yīng)時(shí)間要長，相度要逐漸減小，而反應(yīng)時(shí)間要長，相應(yīng)應(yīng)G

5、和和t值分別應(yīng)值分別應(yīng)在在20-70s-1和和15-30min。一般一般Gt值應(yīng)在值應(yīng)在104-105之間為宜。之間為宜。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及藥品（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1、六聯(lián)攪拌器一臺(tái)；2、濁度儀一臺(tái)；3、酸度計(jì)一臺(tái)；4、燒杯1000ml、500ml、200ml各六只；5、燒杯500ml三只；6、移液管1ml、2ml、5ml、10ml各4支；7、注射針筒50ml2支；8、溫度計(jì)0-100一支。六聯(lián)混凝儀器（二）實(shí)驗(yàn)用藥品（二）實(shí)驗(yàn)用藥品1、硫酸鋁；、硫酸鋁；2、三氯化鐵；、三氯化鐵；3、鹽酸、鹽酸10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；4、氫氧化鈉、氫氧化鈉10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；5、聚丙

6、烯酰胺（、聚丙烯酰胺（1mg/L）五、實(shí)驗(yàn)操作步驟五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1 1、混凝劑的確定、混凝劑的確定 在硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺三種混凝劑中，確在硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺三種混凝劑中，確定一種最佳混凝效果的混凝劑。定一種最佳混凝效果的混凝劑。（1 1）確定原水特征，即測(cè)定原水的濁度、溫度、）確定原水特征，即測(cè)定原水的濁度、溫度、pHpH值，值，記錄在表記錄在表1 1中。中。（2 2）用三只）用三只500ml500ml的燒杯，分別取的燒杯，分別取200ml200ml原水，將裝有水原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。樣的燒杯置于混凝儀上。（3 3）分別向三只燒杯中加入硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙

7、烯）分別向三只燒杯中加入硫酸鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺，每次加，同時(shí)進(jìn)行攪拌（中速酰胺，每次加，同時(shí)進(jìn)行攪拌（中速150r/min,5150r/min,5minmin）, ,直到其中一個(gè)出現(xiàn)礬花，這時(shí)記錄下每個(gè)試樣中直到其中一個(gè)出現(xiàn)礬花，這時(shí)記錄下每個(gè)試樣中混凝劑的投加量，并記錄在表混凝劑的投加量，并記錄在表1 1中。中。（4 4）停止攪拌，靜止）停止攪拌，靜止10min10min。（5 5）用）用50ml50ml注射針筒抽取上清液，用濁度計(jì)測(cè)出三個(gè)水注射針筒抽取上清液，用濁度計(jì)測(cè)出三個(gè)水樣的濁度記錄在表樣的濁度記錄在表1 1中。中。（6 6）根據(jù)測(cè)得的濁度確定最佳混凝劑。）根據(jù)測(cè)得的濁度確定最

8、佳混凝劑。2 2、確定混凝劑的最佳用量、確定混凝劑的最佳用量（1 1）用六只）用六只1000ml1000ml燒杯，分別取燒杯，分別取800ml800ml原水，將裝有水樣原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。的燒杯置于混凝儀上。（2 2）采用實(shí)驗(yàn)）采用實(shí)驗(yàn)1 1中選定的最佳混凝劑，按不同的投加量中選定的最佳混凝劑，按不同的投加量（依次按（依次按25%25%100%100%的劑量）分別加入到的劑量）分別加入到800ml800ml原水中，利原水中，利用均分法確定此組實(shí)驗(yàn)的用均分法確定此組實(shí)驗(yàn)的6 6個(gè)水樣的混凝劑投加量，記錄個(gè)水樣的混凝劑投加量，記錄在表在表2 2中。中。（3)3)啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌

9、約啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約300r/min,0.5min,300r/min,0.5min,中速攪拌中速攪拌約約150r/min,5min,150r/min,5min,慢速攪拌約慢速攪拌約70r/min,10min70r/min,10min。（4 4）攪拌過程中，注意觀察）攪拌過程中，注意觀察“礬花礬花”的形成過程。的形成過程。（5 5）停止攪拌，靜止沉淀）停止攪拌，靜止沉淀10min10min，然后用，然后用50ml50ml注射針筒分注射針筒分別抽取別抽取6 6個(gè)燒杯中的上清液，同時(shí)用濁度計(jì)測(cè)定水的剩余個(gè)燒杯中的上清液，同時(shí)用濁度計(jì)測(cè)定水的剩余濁度，記錄在表濁度，記錄在表2 2中。中。3 3、最

10、佳、最佳pHpH值的影響值的影響（1)1)用六只用六只1000ml1000ml燒杯，分別取燒杯，分別取800ml800ml原水，將裝有水樣原水，將裝有水樣的燒杯置于混凝儀上。的燒杯置于混凝儀上。(2)(2)調(diào)整原水調(diào)整原水pHpH值，用移液管依次向值，用移液管依次向1#1#、2#2#、3#3#裝有原水裝有原水的燒杯中，分別加入、，再向的燒杯中，分別加入、，再向4#4#、5#5#、6#6#裝有原水的燒杯中，分別加入、裝有原水的燒杯中，分別加入、。（3 3）啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌約，隨后）啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌約，隨后停機(jī)，從每只燒杯中停機(jī)，從每只燒杯中50ml50ml水樣，依次用酸度計(jì)測(cè)定各水樣水樣

11、，依次用酸度計(jì)測(cè)定各水樣的的pHpH值，記錄在表值，記錄在表3 3中。中。（4 4）用移液管依次向裝有原水燒杯中加入相同劑量的混）用移液管依次向裝有原水燒杯中加入相同劑量的混凝劑，投加量照最佳投藥量實(shí)驗(yàn)中得到出的最佳投加量而凝劑，投加量照最佳投藥量實(shí)驗(yàn)中得到出的最佳投加量而確定。確定。（5 5）啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約）啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌約300r/min,0.5min,300r/min,0.5min,中速攪中速攪拌約拌約150r/min,10min,150r/min,10min,慢速攪拌約慢速攪拌約70r/min,10min70r/min,10min。（6 6）靜止）靜止10min10min

12、，用，用50ml50ml注射針筒抽出燒杯中的上清液注射針筒抽出燒杯中的上清液（共抽三次約（共抽三次約150ml150ml）放入）放入200ml200ml燒杯中，同時(shí)用濁度儀燒杯中，同時(shí)用濁度儀測(cè)定剩余水的濁度，每只水樣測(cè)三次，記錄在表測(cè)定剩余水的濁度，每只水樣測(cè)三次，記錄在表3 3中。中。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果整理表表1 原始數(shù)據(jù)及三種混凝劑濁度測(cè)定記錄表原始數(shù)據(jù)及三種混凝劑濁度測(cè)定記錄表原水混濁度 原水溫度原水pH值混凝劑名稱 硫酸鋁三氯化鐵聚丙烯酰胺礬花形成時(shí)投混凝劑最佳量/ml剩余渾濁度 111222333均均均表表2某一種混凝劑投加量的最佳選擇某一種混凝劑投加量的最佳

13、選擇水樣編號(hào)水樣編號(hào)1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010混凝劑加注混凝劑加注量量/ml/ml剩余渾剩余渾濁度濁度1 12 23 34 4表表3 3 最佳最佳pHpH值選擇值選擇 水樣編號(hào)水樣編號(hào)1 12 23 34 45 56 610%HCl10%HCl投加量投加量（mlml）10%NaOH10%NaOH投加量投加量（mlml）pHpH值值混凝劑加注量混凝劑加注量（mlml）剩余渾剩余渾濁度濁度1 12 23 3均均七、思考題七、思考題1、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、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。混凝的幾個(gè)主要因

14、素。2、為什么加大藥量時(shí)，混凝效果不一定好？、為什么加大藥量時(shí)，混凝效果不一定好？3、pH值有什么影響？值有什么影響？氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)氧傳遞系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、了解、了解和和的意義。的意義。2 2、掌握非耗氧生物污水、掌握非耗氧生物污水、值的測(cè)定：值的測(cè)定：二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 影響氧轉(zhuǎn)移的主要因素有：曝氣水水質(zhì)曝影響氧轉(zhuǎn)移的主要因素有：曝氣水水質(zhì)曝氣水水溫氧分壓氣液之間的接觸面積和接觸氣水水溫氧分壓氣液之間的接觸面積和接觸時(shí)間水的紊流程度等。時(shí)間水的紊流程度等。 而曝氣水的水質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移造成的影響主要表現(xiàn)而曝氣水的水質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移造成的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

15、在以下兩個(gè)方面。（1）由于待曝氣充氧的污水中含有各種各樣雜質(zhì)，如表）由于待曝氣充氧的污水中含有各種各樣雜質(zhì)，如表面活性劑、油脂、懸浮固體等，它們會(huì)對(duì)氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一面活性劑、油脂、懸浮固體等，它們會(huì)對(duì)氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一定影響，特別是在兩活性物質(zhì)這類兩親分子會(huì)集結(jié)在氣、定影響，特別是在兩活性物質(zhì)這類兩親分子會(huì)集結(jié)在氣、液接觸面上，阻礙氧的擴(kuò)散。相對(duì)于清水，污水曝氣充氧液接觸面上，阻礙氧的擴(kuò)散。相對(duì)于清水，污水曝氣充氧得到的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)得到的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa會(huì)比清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)會(huì)比清水中的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa低低，為此引入修正系數(shù)，為此引入修正系數(shù)= = KLa/ / KLa; ;該式是在相同的設(shè)備該式

16、是在相同的設(shè)備中，在相同條件下數(shù)值比較。中，在相同條件下數(shù)值比較。（2 2）由于污水中含有大量鹽分，它會(huì)影響氧在水中的飽）由于污水中含有大量鹽分，它會(huì)影響氧在水中的飽和度，相對(duì)于相同條件的清水而言，污水中氧的飽和度和度，相對(duì)于相同條件的清水而言，污水中氧的飽和度CCS S要比清水中的氧飽和度要比清水中的氧飽和度C CS S低，為此引入低，為此引入= C= CS S / C / CS S; ;轉(zhuǎn)移速度由下式表示：轉(zhuǎn)移速度由下式表示：dc/dt=KLa(CS-CS)(式中符號(hào)同上式中符號(hào)同上) 本實(shí)驗(yàn)采用間歇非穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，即在相同條件下按照本實(shí)驗(yàn)采用間歇非穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，即在相同條件下按照對(duì)清水實(shí)

17、驗(yàn)的方法，分別對(duì)清水和污水（十字河水）進(jìn)行對(duì)清水實(shí)驗(yàn)的方法，分別對(duì)清水和污水（十字河水）進(jìn)行充氧實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)應(yīng)用公式計(jì)算出充氧實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)應(yīng)用公式計(jì)算出、值值。因?yàn)槭菍?duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制基本實(shí)驗(yàn)條件，如。因?yàn)槭菍?duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制基本實(shí)驗(yàn)條件，如水溫、水量、供氣量等，以保證數(shù)據(jù)可靠。水溫、水量、供氣量等，以保證數(shù)據(jù)可靠。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器自來水或污水自來水或污水鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)曝曝氣氣筒筒（1）實(shí)驗(yàn)裝置：有鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣筒等；）實(shí)驗(yàn)裝置：有鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣筒等；（2）溫度計(jì)、秒表；）溫度計(jì)、秒表；（3）碘量法測(cè)定溶解氧時(shí)所需的

18、藥品及儀器；）碘量法測(cè)定溶解氧時(shí)所需的藥品及儀器；（4）實(shí)驗(yàn)水樣（十字河水和自來水）實(shí)驗(yàn)水樣（十字河水和自來水）四、實(shí)驗(yàn)試劑四、實(shí)驗(yàn)試劑（1）脫氧劑：無水亞硫酸鈉；）脫氧劑：無水亞硫酸鈉；（2）催化劑：氯化鈷（）催化劑：氯化鈷（）（3）針筒）針筒50ml。五、實(shí)驗(yàn)步驟及記錄五、實(shí)驗(yàn)步驟及記錄1、分別將待曝氣污水和清水注入曝氣筒，水位相同；、分別將待曝氣污水和清水注入曝氣筒，水位相同；2、分別從兩個(gè)曝氣筒取樣測(cè)溶液溶解氧濃度，計(jì)算脫氧、分別從兩個(gè)曝氣筒取樣測(cè)溶液溶解氧濃度，計(jì)算脫氧劑無水亞硫酸鈉和催化劑氯化鈷的投加量，計(jì)算公式：劑無水亞硫酸鈉和催化劑氯化鈷的投加量，計(jì)算公式：2Na2SO3+O2=2Na2SO4;由化學(xué)方程式可得亞硫酸鈉的用由化學(xué)方程式可得亞硫酸鈉的用量：量：1.5)G8(mg/L);G:水中含氧量水中含氧量mg/L3、氯化鈷的用量、氯化鈷的用量=0.1V（mg）;V:水的總體積水的總體積L。4、將所得脫氧劑用溫水化開，加入曝氣筒中，并加入計(jì)、將所得脫氧劑用溫水化開，加入曝氣筒中，并加入計(jì)算好的催化劑，充分混合，反應(yīng)大約算好的催化劑，充分混合，反應(yīng)大約10min。5、待曝氣筒內(nèi)溶解氧降至、待曝氣筒內(nèi)溶解氧降至0后，打開鼓風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)氣量后，打開鼓風(fēng)機(jī)，調(diào)