水污染控制工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)2011

1、 水處理工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)目錄實(shí)驗(yàn)一 顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 絮凝沉降實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 混凝劑的用量對(duì)色度去除的影響實(shí)驗(yàn)四 pH對(duì)硫酸鋁去除分散染料的影響實(shí)驗(yàn)五 活性炭吸附實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六 城市污水處理廠性質(zhì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)七 氯化鐵的加藥量對(duì)污泥脫水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)八 調(diào)節(jié)時(shí)間對(duì)氯化鐵改善污泥脫水性能的影響第一章 序論 1 對(duì)廢水處理實(shí)驗(yàn)的觀念 廢水處理本身就不是純理論學(xué)科，實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要。研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理都離不開實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)中得到規(guī)律性的認(rèn)識(shí)、得到設(shè)計(jì)參數(shù)、得到運(yùn)行管理的指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可分為幾類：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和探求未知實(shí)驗(yàn)。從學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的作用來看可分為自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和被動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)。本課程實(shí)驗(yàn)為了提高同學(xué)的

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在?shí)驗(yàn)安排上希望有所新意。不管什么實(shí)驗(yàn)都有勇于探索的科學(xué)精神，嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度，仔細(xì)觀察，真實(shí)記錄，不馬虎，講衛(wèi)生整潔。實(shí)驗(yàn)中少說話，多思考多觀察。一個(gè)實(shí)驗(yàn)一般總是前后相關(guān)，如果前面沒有做好后面就無法做好，因此需要大家每個(gè)實(shí)驗(yàn)之前有所準(zhǔn)備。2 廢水處理實(shí)驗(yàn)過程（1） 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前,要就實(shí)驗(yàn)所做的內(nèi)容查相關(guān)的資料,寫好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)。作為指導(dǎo)老師關(guān)鍵是看學(xué)生的操作是否規(guī)范,是否科學(xué),結(jié)果是否理想等。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前一個(gè)星期,必須提交他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告給指導(dǎo)老師或助教,指導(dǎo)老師就他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出一些

3、意見和建議,修改后,須經(jīng)指導(dǎo)老師同意才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)老師及助教在實(shí)驗(yàn)室里就學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的操作上的問題及時(shí)進(jìn)行糾正,回答學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的問題。每個(gè)實(shí)驗(yàn)既要有物質(zhì)的準(zhǔn)備，也要有理論準(zhǔn)備。對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的和原理，如驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，腦子里就要知道今天我是要驗(yàn)證什么規(guī)律或原理，本規(guī)律或原理不是沒有局限的，適用的條件是什么。有何意義。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，包括：方法、手段、步驟、可行性。（2） 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、試劑、測(cè)試儀器的準(zhǔn)備有些是老師準(zhǔn)備，有些是自己準(zhǔn)備。（3） 實(shí)驗(yàn)過程清楚實(shí)驗(yàn)步驟，有實(shí)驗(yàn)記錄本，實(shí)驗(yàn)中少說話，多思考多觀察，真實(shí)記錄。主動(dòng)配合。每次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師簽名方可。每次取樣，經(jīng)測(cè)定后方可倒掉。實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)束、離開實(shí)驗(yàn)室前必須清潔本組的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、洗滌干凈玻璃儀器、凡是本實(shí)驗(yàn)所用過的儀器必須復(fù)原并斷電，共用儀器和場(chǎng)所由值日生完成清潔工作。（4） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，畫圖做表，討論，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式：實(shí)驗(yàn)名稱姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 同組同學(xué)姓名 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置、儀表、試劑實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析整理結(jié)果與討論結(jié)論自我評(píng)估3 實(shí)驗(yàn)課和理論課的關(guān)系 目的實(shí)現(xiàn)，加深理論知識(shí)的理解，或探索未知。4 實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考評(píng) 實(shí)驗(yàn)是否參加，除非不能參加，否則沒有參加本實(shí)驗(yàn)按零分計(jì)，每缺一次實(shí)驗(yàn)按每個(gè)實(shí)驗(yàn)所占成績(jī)比例扣除。如果學(xué)生缺做2 3 個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)課重修。實(shí)驗(yàn)

5、前的準(zhǔn)備，預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、儀表、試劑、實(shí)驗(yàn)步驟的預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)占本實(shí)驗(yàn)的10。實(shí)驗(yàn)過程，表現(xiàn)，如是否認(rèn)真、動(dòng)手、基本操作技能、觀察和記錄是否完整真實(shí)， 40 % ,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力10 % ,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整、規(guī)范、分析討論、結(jié)果的優(yōu)劣，圖表，占40。以上成績(jī)占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的90 % ,期末考試占10 %。期末考試主是考查學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力是否達(dá)到要求。最后由指導(dǎo)老師給予綜合評(píng)定,計(jì)入總分。第二章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和利用實(shí)驗(yàn)一 顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)用時(shí)4小時(shí)。本次實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)是研究溶液較稀時(shí)的單顆粒的沉降規(guī)律。一般是通過沉降柱靜沉實(shí)驗(yàn)，獲取顆粒沉降

6、曲線。它不僅具有理論指導(dǎo)意義。而且也是沉砂池設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。1 目的（1） 加深對(duì)自由沉降特點(diǎn)、基本概念及規(guī)律的理解。（2） 掌握顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)的方法，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、計(jì)算和繪制顆粒自由沉降曲線。2 原理濃度較稀的、粒狀顆粒的沉降屬于自由沉降，其特點(diǎn)是靜沉過程中顆?；パa(bǔ)干擾、等速下沉，其沉速在層流區(qū)符合Stokes公式。但是由于水中顆粒的復(fù)雜性，顆粒粒徑、顆粒比重很難或無法準(zhǔn)確地測(cè)定，因而沉降效果、特性無法通過公式求得而是通過靜沉實(shí)驗(yàn)確定。由于自由沉降時(shí)顆粒是等速下沉，下沉速度和沉降柱高度無關(guān)，因而可在一般沉降柱內(nèi)進(jìn)行，但其直徑應(yīng)足夠大，一般應(yīng)使D100mm以免顆粒沉降受柱壁的

7、干擾。水中懸浮物在理想沉淀池中某一定時(shí)間下，能全部去除的顆粒物的最小沉降速度對(duì)應(yīng)是u0，這時(shí)顆粒懸浮物總?cè)コ逝c截留速度、顆粒重量百分比的關(guān)系如下：P0為速度小于u0的顆粒占總顆粒的比例；0<us<u0 ，dP為是us的顆粒在總顆粒所占的比例，是微分概念。此種計(jì)算方法也稱懸浮物去除率的累積曲線計(jì)算法。設(shè)在一水深為H的沉降柱內(nèi)進(jìn)行自由沉降實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始，沉降時(shí)間為0，此時(shí)沉降柱內(nèi)懸浮物分布是均勻的，即每個(gè)斷面上顆粒的數(shù)量與粒徑的組成相同，懸浮物濃度為C0(mg/L),此時(shí)去除率0。實(shí)驗(yàn)開始后，不同沉降時(shí)間ti，顆粒最小沉降速度ui相應(yīng)為（這里的ui相當(dāng)于上式的計(jì)算式中的u0）：此即為

8、ti時(shí)間內(nèi)從水面下沉到池底（此處為取樣點(diǎn)）的最小顆粒di所具有的沉速。此時(shí)取樣點(diǎn)處水樣懸浮物為Ci，而此時(shí)去除率0，表示具有沉速uui（粒徑ddi）的顆粒去除率，而：則反映了ti時(shí)，未被去除之顆粒即ddi的顆粒所占的百分比。實(shí)際上沉淀時(shí)間ti內(nèi)，由水中沉至柱底的顆粒是由兩部分顆粒組成，即沉速uui的那部分顆粒能全部沉至柱底。除此之外，顆粒沉速uui的那部分顆粒，也有一部分沉至柱底。這是因?yàn)椋@部分顆粒雖然粒徑很小，沉速uui，但是這部分顆粒并不都在水面，而是均勻地分布在整個(gè)柱內(nèi)，因此，只要在水面以下，它們下沉至池底所用的時(shí)間少于或等于具有沉速ui的顆粒由水面降至池底所用的時(shí)間ti，那么這部分顆

9、粒也能從水中被去除。顆粒沉速uui的那部分顆粒雖然有一部分能從水中去除，但是也是粒徑大的沉到柱底的多，粒徑小的沉到柱底的少。因此若能分別求出各種粒徑的顆粒占全部顆粒的百分比，并求出該粒徑在時(shí)間沉至柱底的顆粒占本粒徑顆粒的百分比，則二者乘積即為此種粒徑顆粒在全部顆粒中的去除率。如此分別求出每個(gè)顆粒沉速uui的那部分顆粒的去除率，并相加后，即可得這部分顆粒的去除率。為了推出其計(jì)算式，我們首先繪制P-u關(guān)系曲線，橫坐標(biāo)為顆粒沉速u，縱坐標(biāo)為未被去除顆粒的百分比P。時(shí)間從tj到tj+1，對(duì)應(yīng)的P： 當(dāng)P0，dP代表了小于di的某一粒徑d占全部顆粒的百分比。這些顆粒能沉到池底的條件是：x/ux H/ui

10、由于顆粒均勻分布，又為等速沉淀，故沉速uui的每一顆粒只有分布在x以內(nèi)的這一顆粒才能沉到池底，因此能沉到池底的這部分顆粒，占這一顆粒的百分比為x/H，而：由上述分析可見，dP是具有us顆粒占全部顆粒的百分比，而us/u0則是在設(shè)計(jì)沉速為u0的前提下,具有沉速usu0的顆粒去除量占本顆?？偭康陌俜直龋蕌s/u0 dP的含義是沉速uui的每一顆粒對(duì)沉降效率的貢獻(xiàn):將上式在0u0無窮加和即得沉速uui的那部分顆粒的去除率。又設(shè)P0是沉速uui的那部分顆粒在全部顆粒中所占的比例，故顆粒的去除率為：工程中常用條塊加和的方法計(jì)算：us(uj+uj+1)/23 設(shè)備及用具 沉降柱，標(biāo)尺，水箱，空氣壓縮機(jī)，

11、萬分之一的天平，帶蓋稱量盒，干燥器，烘箱，過濾裝置，定量濾紙等。水樣：自配水樣4 步驟及記錄（1）確定有效水深，量出柱內(nèi)徑，水溫。（2）通過自來水管將自來水送入沉降柱內(nèi)至溢流口，同時(shí)加入一定量的懸浮物，使最后的懸浮物的濃度達(dá)指定值。（3） 向沉降柱通入壓縮空氣將水樣攪拌均勻，同時(shí)取樣測(cè)定懸浮物的濃度（如果有少量的顆粒沉到池底，不影響結(jié)果）。如果從稱量計(jì)算配制懸浮物的濃度，懸浮物一定要干燥恒重，而且一要定攪拌均勻。（4） 實(shí)驗(yàn)開始計(jì)時(shí)，每隔5、10、20、30、60、120分鐘由取樣口取50mL水樣，記錄取樣前后沉降柱內(nèi)液面的高度。（5） 觀察懸浮物顆粒沉降的特點(diǎn)和現(xiàn)象。（6） 測(cè)定一定體積水樣

12、的懸浮物含量。用下表，將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄。 表11 實(shí)驗(yàn)記錄表靜沉?xí)r間（min）濾紙?zhí)柗Q量瓶號(hào)稱量瓶+濾紙恒重(g)取樣體積(ml)總重(g)水樣SS重(g)C0(mg/L)平均C(mg/L)液面的平均高度(cm)5102030601200 注意事項(xiàng)（1） 進(jìn)水時(shí)進(jìn)水速度不要太快也不要太慢，防止計(jì)時(shí)前有顆粒沉降。（2） 取樣時(shí)要記錄取樣前后的液面高度。（3） 取樣時(shí)先排出取樣管內(nèi)的水再取樣。（4） 過濾時(shí)要把燒杯內(nèi)的顆粒用去離子水洗凈并過濾。（5） 濾紙要恒重。（6） 兩組在一條柱同時(shí)取樣，每次取樣不多于200mL。5 數(shù)據(jù)處理（1） 將表11的數(shù)據(jù)按表12整理。（2） 沉降柱內(nèi)未被去除的懸浮物的

13、百分比Pi和ui的計(jì)算式: Pi=Ci/C0*100% ui=Hi/ti（3） 以顆粒沉速ui和未被去除的懸浮物的百分比Pi作圖。（4） 利用圖解法列表13計(jì)算不同沉速時(shí)，懸浮物的去除率。（5） 以去除率為縱坐標(biāo)，分別以u(píng)和t為橫坐標(biāo)，繪制u和t關(guān)系曲線。（6）表12 原始數(shù)據(jù)的整理沉降高度（cm）沉降時(shí)間(min)實(shí)測(cè)水樣SS(mg/L)計(jì)算用SS(mg/L)未被去除的顆粒百分比(%)顆粒沉速(mm/L)表13 懸浮物去除率的計(jì)算序號(hào)u0P0P1-P0ususP6自我評(píng)價(jià)從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)科學(xué)態(tài)度、數(shù)據(jù)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)本實(shí)驗(yàn)給出自我評(píng)價(jià)，以后的實(shí)驗(yàn)中需要如何改進(jìn)。思考題1 沉降柱高

14、度分別為H=1.2m,和H=0.9m，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致，為什么？2 利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按下式計(jì)算去除率：C0-Ci/ C0 *100%在什么條件下可以這樣計(jì)算。實(shí)驗(yàn)二 絮凝沉降實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)用時(shí)4小時(shí)。本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。絮凝沉降實(shí)驗(yàn)是研究濃度一般的絮凝顆粒的沉降規(guī)律。一般是通過幾根沉降柱的靜沉實(shí)驗(yàn)獲取顆粒沉降曲線。為污水處理工程某些構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行提供重要依據(jù)。1 目的：（1） 加深對(duì)絮凝沉降的特點(diǎn)、基本概念及沉降規(guī)律。（2） 掌握絮凝試驗(yàn)方法，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制絮凝沉降曲線。2原理絮凝沉降與自由沉降不同，去除率不僅與顆粒的沉速有關(guān)，而且與沉淀有效水深有關(guān)。因此取樣不但要考慮時(shí)間，而且要

15、考慮取樣的位置。去除率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，隨深度的加深而減小。絮凝沉淀采用的方法是縱深分析法。顆粒去除率按下式計(jì)算：(1) 全部被去除的顆粒這部分顆粒是指在給定的停留時(shí)間t0，與給定的沉淀有效水深時(shí)，兩直線相交的等去除率線的值，具有沉速的顆粒能全部取出，其去除率為。（3） 部分被去除的顆粒取樣口在，在 的某一水深，在滿足條件即沉到池底所用時(shí)間時(shí)，這部分顆粒也就被去除掉了。這部分顆粒是指沉速u<H0/t0的那些顆粒，在不同水深的這些顆粒的沉淀效率也不相同，也是大的沉淀快，小的沉淀慢。其計(jì)算方法、原理與分散顆粒一樣，這里是用代替了分散顆粒中的。其中所反映的就是顆粒沉速從u0降到us時(shí)，所能夠

16、去除的那些顆粒占全部顆粒的百分比。這部分顆粒只有符合ts<t0的那部分顆粒能夠沉到池底，即，故有。工程上多采用等分間的中點(diǎn)水深Hn代替hs, Hn/H0近似地代表了這部分顆粒中的所能沉到池底的顆粒所占的百分?jǐn)?shù)。由此推論可知，Hn/H0就是沉速為usu<u0的這些顆粒的去除量所占全部顆粒的百分比，所有沉速小于u0的顆粒的去除率為。將不同水深和不同時(shí)間下的去除率標(biāo)記于水深時(shí)間坐標(biāo)中，然后按等分法將15、30、45、60、75的點(diǎn)標(biāo)出，連接去除率相同的點(diǎn)，即得所謂等效曲線。3 設(shè)備及用具有機(jī)玻璃柱、天平、壓縮機(jī)、帶蓋稱量瓶、干燥皿、烘箱、濾紙。4 步驟及記錄（1） 確定有效水深，量出柱內(nèi)

17、徑，水溫。（2） 通過自來水管將自來水送入沉降柱內(nèi)至溢流口，同時(shí)加入一定量的懸浮物，使最后的懸浮物的濃度達(dá)指定值。（3） 沉降柱通入壓縮空氣將水樣攪拌均勻，同時(shí)取樣50mL測(cè)定懸浮物的濃度（如果有少量的顆粒沉到池底，不影響結(jié)果）。如果從稱量計(jì)算配制懸浮物的濃度，懸浮物一定要干燥恒重，而且一要定攪拌均勻。（4） 實(shí)驗(yàn)開始計(jì)時(shí)，每隔20、40、60、80、120分鐘,自上而下由每個(gè)取樣口取樣50mL，記錄取樣前后沉降柱內(nèi)液面的高度。（5） 觀察懸浮物顆粒沉降的特點(diǎn)和現(xiàn)象。（6） 測(cè)定一定體積水樣的懸浮物含量。用下表，將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄。表21 絮凝沉淀試驗(yàn)記錄201234401234601234801

18、234120123401235 成果整理（1） 基本參數(shù)日期 水樣沉降柱高度 直徑水溫 SS濃度(2) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理 將表21實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并計(jì)算各取樣口的去除率，填入表22。表22 各取樣點(diǎn)懸浮物去除率值計(jì)算表 取樣口時(shí)間123420406080120（3）以深度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，將各取樣口的去除率填入各取樣口的坐標(biāo)上，如圖23。（4）用內(nèi)插法，繪出等去除率曲線。最好是以5或10為一間距，如25、35、45或20、25、30。（5）選擇某一有效水深H,過H做水平軸的平行線，與各去除率相交，再根據(jù)公式計(jì)算不同沉淀時(shí)間的總?cè)コ?。?）以沉淀時(shí)間t為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，繪出不同有效水深H

19、的t關(guān)系曲線，及u曲線。思考題：1 兩種不同性質(zhì)的污水經(jīng)絮凝沉淀實(shí)驗(yàn)后，所得同一去除率的曲線的曲率不同，試分析其原因，并加以討論。實(shí)驗(yàn)三 混凝劑的用量對(duì)色度去除的影響本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)4小時(shí)。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?） 通過實(shí)驗(yàn)觀察混凝劑的用量與色度去除的關(guān)系;（2） 掌握混凝實(shí)驗(yàn)的操作2 實(shí)驗(yàn)原理：（略）參考理論課教學(xué)參考書3 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品實(shí)驗(yàn)儀器：搖床，分光光度計(jì)，pH計(jì)，電子天平，烘箱，比色管（50ml）每組10支,250ml的三角瓶6只，移液管0.1ml, 0.2ml, 0.5ml, 1.0ml, 2.0ml, 5.0ml, 10ml各1支，滴管兩支，吸耳球一只，250ml燒杯

20、2只，100ml量筒兩支，玻璃棒3支。儀器要注明型號(hào)和廠家。藥品：硫酸鋁（純度，廠家），染料，4 實(shí)驗(yàn)操作：（1） 稱取分散染料，配制成濃度為50mg/L的染料水溶液，用自來水配制；（2） 調(diào)整pH至6，用測(cè)定pH計(jì)測(cè)定pH，測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線：（3） 配制5硫酸鋁溶液；（4） 配制1：5和1：10的鹽酸溶液和1M氫氧化鈉溶液和0.5M氫氧化鈉溶液；（5） 在6個(gè)250ml的三角瓶，加入150ml的分散染料水溶液，（6） 加入不同體積的5硫酸鋁水溶液使6個(gè)150ml的分散染料水溶液中的硫酸鋁的濃度分別為20mg/L、40mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、800mg/L，調(diào)節(jié)pH

21、6，置于搖床快速搖動(dòng)（250轉(zhuǎn)/每分鐘）1分鐘，然后減速(60轉(zhuǎn)/每分鐘)搖動(dòng)5分鐘,靜置30分鐘,取上清液測(cè)定pH和殘留的染料濃度。5 數(shù)據(jù)處理： （1）染料的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 （2）殘留的染料的濃度（mg/L）與硫酸鋁的濃度（mg/L）之間的關(guān)系殘留的染料的濃度（mg/L） 硫酸鋁的濃度（mg/L） 圖1殘留的染料的濃度（mg/L）與硫酸鋁的濃度（mg/L）之間的關(guān)系 注：（3）染料的去除率（）與硫酸鋁的濃度（mg/L）之間的關(guān)系6 結(jié)果與討論：對(duì)你的結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)四 pH對(duì)硫酸鋁去除分散染料的影響本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)4小時(shí)。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?） 通過實(shí)驗(yàn)觀察pH對(duì)硫酸鋁去除

22、分散染料的影響（2） 掌握混凝實(shí)驗(yàn)的操作2 實(shí)驗(yàn)原理：（略）參考理論課教學(xué)參考書3 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品實(shí)驗(yàn)儀器：搖床，分光光度計(jì)，pH計(jì)，電子天平，烘箱，比色管（50ml）每組10支,250ml的三角瓶8只，移液管0.1ml, 0.2ml, 0.5ml, 1.0ml, 2.0ml, 5.0ml, 10ml各1支，滴管兩支，吸耳球一只，250ml燒杯2只，100ml量筒兩支，玻璃棒3支。儀器要注明型號(hào)和廠家。藥品：硫酸鋁（純度，廠家），染料，4 實(shí)驗(yàn)操作：（7） 稱取分散染料，配制成濃度為50mg/L的染料水溶液，用自來水配制；（8） 調(diào)整pH至6，用測(cè)定pH計(jì)測(cè)定pH，測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線：（9） 配制5硫

23、酸鋁溶液；（10） 配制1：5和1：10的鹽酸溶液和1M氫氧化鈉溶液和0.5M氫氧化鈉溶液；（11） 在6個(gè)250ml的三角瓶，加入150ml的分散染料水溶液，（12） 加入相同體積的5硫酸鋁水溶液使6個(gè)150ml的分散染料水溶液中的硫酸鋁的濃度相同，濃度大小從你的實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果所得。調(diào)節(jié)pH分別為pH1、2、4、5、6、7、8、10，置于搖床快速搖動(dòng)（250轉(zhuǎn)/每分鐘）1分鐘，然后減速(60轉(zhuǎn)/每分鐘)搖動(dòng)5分鐘,靜置30分鐘,取上清液測(cè)定pH和殘留的染料濃度。5 數(shù)據(jù)處理： （1）染料的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 （2）殘留的染料的濃度（mg/L）與pH之間的關(guān)系殘留的染料的濃度（mg/L） pH 圖1殘

24、留的染料的濃度（mg/L）與pH之間的關(guān)系 注：（3）染料的去除率（）與pH之間的關(guān)系6 結(jié)果與討論：對(duì)你的結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)附加實(shí)驗(yàn)：改用活性染料做相同實(shí)驗(yàn)，觀察混凝效果 實(shí)驗(yàn)五 活性炭吸附苯酚實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)6小時(shí)?；钚蕴渴撬幚碇惺褂脷v史最長(zhǎng)、最廣泛的一種吸附劑，現(xiàn)在對(duì)活性炭的研究仍然呈現(xiàn)活躍，如活性炭的制造、碳纖維?；钚蕴渴且环N優(yōu)良的吸附劑，能吸附許多污染物，如重金屬、有機(jī)物，吸附能力強(qiáng)等許多的優(yōu)點(diǎn)。1 目的（1） 掌握吸附實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理；（2） 對(duì)活性炭吸附苯酚的性能有所了解；2 原理活性炭吸附是由于其表面的基團(tuán)受到不平衡的力。根據(jù)不同的吸附質(zhì)，可能有物理吸附或

25、化學(xué)吸附。當(dāng)水與吸附劑充分接觸后，一方面吸附質(zhì)被吸附劑吸附，另一方面，一部分被吸附的吸附質(zhì)，由于熱運(yùn)動(dòng)結(jié)果，能夠脫離吸附劑的表面，又回到水中，稱為解吸過程。當(dāng)吸附速度=解吸過程時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)吸附質(zhì)在水中的濃度稱為平衡濃度。活性炭吸附的吸附質(zhì)的量即為平衡吸附量qe, 指單位重量吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附量。qe大，吸附周期長(zhǎng)。吸附量應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。用公式表示如下：qe=V(0-e)/Mo(g/l)吸附質(zhì)的初始濃度為；W(g) 投加活性碳的重量；e（g/l）當(dāng)達(dá)到吸附平衡時(shí)，廢水中剩余的吸附質(zhì)濃度。在溫度一定的條件下，把吸附量隨平衡濃度的變化曲線稱為吸附等溫線。廢水處理中吸附劑的吸附量與污染物平衡濃度

26、的兩種關(guān)系：（1） Langmuir吸附等溫式 對(duì)上式變形，得：從直線的相關(guān)系數(shù)可判斷吸附劑適用Langmuir吸附等溫式的優(yōu)劣。從直線的斜率和截距求出有關(guān)常數(shù)。（2） 適用Freundlich吸附等溫式對(duì)上式取對(duì)數(shù)：從直線的相關(guān)系數(shù)可判斷吸附劑適用Freundlich吸附等溫式的優(yōu)劣。從直線的斜率和截距求出有關(guān)常數(shù)?；钚蕴康奈降葴鼐€可能用其中一種描述，也許可用兩種描述。本實(shí)驗(yàn)就是要測(cè)定活性炭吸附苯酚的吸附等溫式。苯酚的Ka=1.0×10-10(20), 從下式：可計(jì)算一定濃度的苯酚溶液的pH，由于苯酚是弱酸，在弱酸條件下苯酚主要以C6H5-OH形式存在，活性炭對(duì)該形態(tài)的苯酚有很好

27、的吸附能力。3 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品分光光度計(jì)，pH計(jì)，搖床等。自配的含酚水。測(cè)定酚的濃度的有關(guān)試劑。4 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 平衡時(shí)間確定， qt T本實(shí)驗(yàn)平衡時(shí)間取1小時(shí)。（2）溫度的選定。溫度選30（3）搖床的搖速確定。搖速選120r/min。（4）在六個(gè)500ml的三角瓶中分別投加干燥恒重的活性炭0、200、400、600、800、1000mg, 再分別加入含苯酚0.1g/L的水150mL（修改）,測(cè)pH。瓶口用硫酸紙包扎,搖床搖速120r/min,1小時(shí)后取出過濾, 濾液留待分析苯酚的濃度。（5） 取一定體積濾液稀釋到50mL,按苯酚的測(cè)定方法測(cè)定濾液中苯酚的平衡濃度。參考稀釋倍數(shù) 0 100

28、200 400 600 800 1000 100 50 25 10 5 1 1（6）計(jì)算活性炭吸附苯酚的平衡吸附量qe。 （7）按前面的數(shù)據(jù)處理方法，e/qe對(duì)e作圖,得相關(guān)系數(shù)R2。對(duì)作圖得相關(guān)系數(shù)R2。比較得到的兩個(gè)相關(guān)系數(shù)，給予適當(dāng)?shù)恼f明。5 自我評(píng)價(jià)6 思考題（1） 試討論吸附等溫線實(shí)驗(yàn)對(duì)搖速有何要求？（2） 活性炭吸附苯酚飽和后如何再生？實(shí)驗(yàn)六 活性污泥性質(zhì)的測(cè)定 本實(shí)驗(yàn)是探索性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)4小時(shí)。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 進(jìn)一步對(duì)曝氣池中的活性污泥的性能有直接的了解；（2） 掌握活性污泥性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定方法。良好的活性污泥應(yīng)具有顆粒松散、易于吸附、氧化有機(jī)物的性能。但經(jīng)曝氣后，在澄清時(shí)

29、，希望活性污泥與水有效分離，污泥也具有良好的絮凝性能和壓縮性能。有些項(xiàng)目如污泥沉降比、污泥濃度、污泥指數(shù)、污泥灰分、和揮發(fā)性的污泥濃度等是經(jīng)常測(cè)定的。2 實(shí)驗(yàn)器材（1）1000或100ml（2）定量濾紙（3）烘箱或快速干燥器（4）精確度0.1mg的天平（5）普通漏斗（6）坩鍋（7）干燥器（8）馬弗爐3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定污泥沉降比(SV),污泥濃度、污泥指數(shù)、污泥灰分、和揮發(fā)性的污泥濃度指曝氣池混合液在1000 ml或100ml量筒中,經(jīng)靜置沉淀30分鐘后,沉淀污泥與混合液之體積比(%)。由于正常的活性污泥在靜置30分鐘后,一般可得到它的最大密度，故污泥沉降比可間接反映曝氣池正常運(yùn)行時(shí)的污泥量，可用

30、于控制剩余污泥的排放。如果測(cè)定污泥沉降比，這就表明了曝氣池運(yùn)行不正常，可能會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。當(dāng)污泥沉降比小時(shí)，表示污泥數(shù)量不足。正常的SV在1530。污泥指數(shù)（SVI）曝氣池出口混合液經(jīng)30min靜沉后，1g污泥所占容積，以毫升計(jì)，即 例如，活性污泥沉降比(SV)為65，經(jīng)烘干后為3.253g/L,則4 實(shí)驗(yàn)步驟（1）測(cè)定污泥沉降比(SV)取兩份100ml曝氣池混合液于兩只100ml量筒中, 靜置沉淀30分鐘后,記下下層的污泥區(qū)的容積,得污泥沉降比(SV)。用吸管取出上清液。并計(jì)算下層污泥區(qū)的污泥濃度。（2）測(cè)MLSS分別將以上兩份污泥過濾（濾紙已干燥恒重），沖洗粘于量筒壁的污泥也一并小心倒

31、入濾紙內(nèi)，連同濾紙和污泥放入已分別稱重的鋁盒中，將鋁盒放入烘箱在105至恒重。計(jì)算MLSS(g/L):MLSS(g/L)=（鋁盒濾紙污泥）的恒重（鋁盒濾紙）的恒重1（g）（鋁盒濾紙污泥）的恒重（鋁盒濾紙）的恒重2(g)/0.2(L)(3)計(jì)算SVI(3)測(cè)灰分（）和揮發(fā)性污泥的濃度(g/L) 將已恒重稱重兩份（濾紙和污泥），放入已恒重的坩鍋內(nèi)，先在普通電爐上加熱碳化，再放入馬弗爐內(nèi)，600下恒溫灼燒40min,從爐中取出放入干燥器內(nèi)冷卻，然后稱重。計(jì)算灰分（）、揮發(fā)性污泥的濃度MLVSS(g/L)和MLVSS/MLSS比值。（4）如果把下層污泥區(qū)的污泥濃度近似為二沉池的濃縮污泥的濃度，請(qǐng)計(jì)算回

32、流比。思考題：請(qǐng)就測(cè)定有關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)獵德污水廠曝氣池的活性污泥談?wù)勀愕目捶?。?shí)驗(yàn)七 氯化鐵的加藥量對(duì)污泥脫水實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)是探索性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)6小時(shí)。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 了解污泥脫水的意義；（2） 掌握污泥脫水的性能指標(biāo)之一比阻的測(cè)定方法；（3） 掌握實(shí)驗(yàn)中有關(guān)數(shù)據(jù)的處理方法；（4） 了解氯化鐵的加量對(duì)污泥脫水的影響。在污水處理中產(chǎn)生的污泥經(jīng)穩(wěn)定處理后，經(jīng)濃縮處理含水量雖然下降,但是還未能成塊，運(yùn)輸不便，后續(xù)處置也不便，需要繼續(xù)減小含水率使之含水率在7080左右，這進(jìn)一步減少含水率的方法就是污泥脫水，污泥脫水性能是污泥脫水工藝流程和脫水機(jī)械型號(hào)的依據(jù)，也可作為確定藥劑種類、用量及運(yùn)行條件的依據(jù)。

33、2 原理污泥脫水的方法是機(jī)械脫水。它是以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為動(dòng)力，達(dá)到泥水分離、污泥濃縮的目的。影響污泥脫水的因素有：（1） 污泥的濃度和性質(zhì)；（2） 污泥的預(yù)處理方法；（3） 壓力差大小；（4） 過濾介質(zhì)。經(jīng)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)得出基本方程： (7.1)式中：t過濾時(shí)間，s；V過濾體積，m3；P過濾壓力，kg/m2；A過濾面積，m2；濾液的動(dòng)力粘度，kg.s/m2；濾過單位體積的濾液在過濾介質(zhì)上截留的固體重量kg/m3；r比阻，s2/g或m/kg；Rf過濾介質(zhì)阻抗，1/m。該公式給出了在一定的條件下過濾濾液的體積V與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系，指出了過濾面積A、壓力P、污泥性能、r 值等對(duì)過濾的影響。污

34、泥比阻r是表示污泥過濾特性的綜合指標(biāo)。其物理意義是：?jiǎn)挝恢亓康奈勰嘣谝欢▔毫ο逻^濾時(shí)，在單位過濾面積上的阻力。若從方程（7.1），用t/V對(duì)V作圖，得直線，其斜率為b。污泥比阻r有： （7.2）由上式可知比阻是反映污泥脫水性能的重要指標(biāo).但是參數(shù)b、均要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定。斜率b為： (7.3)通過實(shí)驗(yàn)得到不同時(shí)間下的濾液體積Vi 和(t/V)i： t1 t2 t3 t4 t5 ti V1 V2 V3 V4 V5 Vi (t/V)1 (t/V)2 (t/V)3 (t/V)4 (t/V)5 (t/V)i作圖可得直線斜率和截距。 根據(jù)定義，按下式可求：濾餅重/Qy （7.4）式中：Q0 污泥量，mL；Q

35、y濾液量，mL；Cg濾餅中的固體濃度，g/mL。由式（7.2）式可求得r值，一般認(rèn)為比阻為109108s2/g的污泥為難過濾，在(0.5-0.9) *109s2/g的污泥為中等,比阻小于0.4*109s2/g 的污泥則易于過濾.。在污泥脫水中，為了改善污泥的脫水性能往往要加入污泥脫水的化學(xué)調(diào)理劑，影響化學(xué)調(diào)節(jié)的因素有污泥的性質(zhì)、調(diào)節(jié)劑的種類、濃度、加量、調(diào)節(jié)時(shí)間。通過污泥脫水實(shí)驗(yàn)可篩選調(diào)節(jié)劑的種類、加藥的工藝條件。3 設(shè)備和用具（1） 水分快速測(cè)定儀； （2） 污泥比阻測(cè)定裝置；（3） 烘箱；（4） 秒表、濾紙；（5） 電子天平；（6） pH計(jì)。4 實(shí)驗(yàn)方法和步驟（1） 準(zhǔn)備污泥（穩(wěn)定處理后的

36、污泥）（2） 按表71所給出的因素表安排污泥比阻實(shí)驗(yàn)。（3） 污泥比阻測(cè)定，步驟如下：1） 測(cè)污泥的含水率，求污泥的濃度；2） 在布氏漏斗中放置干燥恒重并稱重的濾紙，用水潤(rùn)濕。稍開動(dòng)真空泵，使量筒中成為負(fù)壓把紙貼緊；3） 把100mL未調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)好的污泥樣小心倒入漏斗中，再次開啟真空泵，使污泥在80的真空度下過濾脫水；4） 記錄不同過濾時(shí)間下(最少6個(gè)不同時(shí)間)的濾液體積V值；5） 記錄當(dāng)濾餅出現(xiàn)裂縫或真空度破壞或?yàn)V液達(dá)到85mL時(shí)，所需要的時(shí)間t。此值也可粗略說明污泥的脫水性能好壞。表71 測(cè)定氯化鐵的加藥量影響消化污泥比阻的因素表混凝劑加藥百分比加藥體積（mL）調(diào)節(jié)時(shí)間（min）pH污泥比

37、阻（r）氯化鐵054065101520256） 測(cè)定泥餅濃度；7） 記錄數(shù)據(jù)如下表。表72 污泥比阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時(shí)間(t)管內(nèi)濾液體積V(mL)濾液體積量(V=V后-V前)t/V(s/mL)5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理（1） 整理出不同時(shí)間下的t/V(s/mL)。（2） 以V(mL)為橫坐標(biāo)，以t/V(s/mL)為縱坐標(biāo)，用EXCELL或ORIGIN繪圖軟件繪圖，求出b。（3） 根據(jù)式（74）求出。（4） 根據(jù)式（7-2）求出各種條件下的的污泥比阻。（5） 以污泥比阻為縱坐標(biāo)，以氯化鐵百分比為橫坐標(biāo)作圖，得出二者的關(guān)系。6 討論 實(shí)驗(yàn)用污泥的脫水性能的難易，加入化學(xué)調(diào)節(jié)劑對(duì)消化后的污泥脫水性能是否有明顯的

38、改善。實(shí)驗(yàn)八 調(diào)節(jié)時(shí)間對(duì)氯化鐵改善污泥脫水性能的影響本實(shí)驗(yàn)是探索性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用時(shí)6小時(shí)。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解污泥脫水的意義；（2）掌握污泥脫水的性能指標(biāo)之一比阻的測(cè)定方法；（3）掌握實(shí)驗(yàn)中有關(guān)數(shù)據(jù)的處理方法；（4）了解調(diào)節(jié)時(shí)間對(duì)氯化鐵改善污泥脫水性能的影響在污水處理中產(chǎn)生的污泥經(jīng)穩(wěn)定處理后，經(jīng)濃縮處理含水量雖然下降,但是還未能成塊，運(yùn)輸不便，后續(xù)處置也不便，需要繼續(xù)減小含水率使之含水率在7080左右，這進(jìn)一步減少含水率的方法就是污泥脫水，污泥脫水性能是污泥脫水工藝流程和脫水機(jī)械型號(hào)的依據(jù)，也可作為確定藥劑種類、用量及運(yùn)行條件的依據(jù)。2 原理污泥脫水的方法是機(jī)械脫水。它是以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為動(dòng)力，達(dá)到泥水分離、污泥濃縮的目的。影響污泥脫水的因素有：（5） 污泥的濃度和性質(zhì)；（6） 污泥的預(yù)處理方法；（7） 壓力差大??；（8） 過濾介質(zhì)。經(jīng)理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)得出基本方程： (8.1)式中：t過濾時(shí)間，s；V過濾體積，m3；P過濾壓力，kg/m2；A過濾面積，m2；濾液的動(dòng)力粘度，kg.s/m2；濾過單位體積的濾液在過濾介質(zhì)上截留的固體重量kg/m3；r比阻，s2/g或m/kg；Rf過濾介質(zhì)阻抗，1/