環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一、間歇式活性污泥法實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)應(yīng)熟練掌握SBR活性污泥法工藝各工序的運(yùn)行操作要點(diǎn)； (2)熟練掌握活性污泥濃度和COD的測(cè)定方法； (3)正確理解SBR活性污泥法作用機(jī)理、特點(diǎn)和影響因素； (4)了解SBR活性污泥工藝曝氣池的內(nèi)部構(gòu)造和主要組成； (5)了解有機(jī)負(fù)荷對(duì)有機(jī)物去除率及活性污泥增長(zhǎng)率的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理間歇式活性污泥處理系統(tǒng)又稱序批式活性污泥處理系統(tǒng)，即SBR工藝(sequencing Balch Reactor)。本工藝最主要的特征是集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體，與連續(xù)式活性污泥法相比較，工藝組成簡(jiǎn)單，無需設(shè)污泥同流設(shè)備，不設(shè)二沉池，一般情況下，不產(chǎn)生

2、污泥膨脹現(xiàn)象，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)，易于自動(dòng)控制，處理水水質(zhì)好。間歇式活性污泥曝氣池在流態(tài)上屬于完全混合式，在有機(jī)物降解方面是時(shí)間上的推流，有機(jī)污染物是沿著時(shí)間的推移而降解的。如示意圖1所示：間歇式活性污泥曝氣池的運(yùn)行操作是由流入；反應(yīng)；沉淀；排放；待機(jī)(閑置)等五個(gè)工序組成。這五個(gè)工序構(gòu)成了一個(gè)處理污水的周期，可以根據(jù)需要調(diào)整每個(gè)工序的持續(xù)時(shí)間。進(jìn)水、排水、曝氣等動(dòng)作均由自動(dòng)控制箱設(shè)置的程序自動(dòng)運(yùn)行。三、試驗(yàn)裝置圖四、實(shí)驗(yàn)水樣及活性污泥 (1)生活污水； (2)城市污水廠同流泵房的活性污泥。五、操作過程 首先必須弄清楚組成模型的所有裝置和連接管路的作用，以及相互之間的關(guān)系，

3、了解模型的工作原理。在此基礎(chǔ)上，方可開始模型的啟動(dòng)和運(yùn)行。 (1)清水試驗(yàn) 按進(jìn)水曝氣沉淀排水?dāng)嚢桧樞蛟O(shè)定四個(gè)時(shí)間繼電器的運(yùn)行時(shí)間，配水箱灌滿自來水，剛進(jìn)水泵將水打入本體，然后曝氣一段時(shí)間，再停止曝氣一段時(shí)間，打開排水電磁閥排一部分水，觀察潷水器是否靈活，最后開動(dòng)攪拌慢速攪拌一段時(shí)間。這是一個(gè)完整的運(yùn)行周期，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼{(diào)整時(shí)間繼電器使用的個(gè)數(shù)和設(shè)定時(shí)間。一個(gè)周期接著一個(gè)周期，周而復(fù)始，重復(fù)循環(huán)。 (2)活性污泥的培養(yǎng)和馴化 取城市污水處理廠同流泵房的活性污泥裝入本體中，體積在本體有效容積的l/32/3，其余體積為自來水，只開動(dòng)曝氣的空氣泵曝氣12d，然后在配水箱配低COD濃度的試驗(yàn)用水，或

4、稀釋的生活污水或工業(yè)廢水，控制每次進(jìn)水量，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間。根據(jù)污泥沉降性能和出水水質(zhì)，逐步增大進(jìn)水濃度和進(jìn)水水量，直到直接進(jìn)入原污水。 上述階段主要有兩個(gè)目的，一是使污泥適應(yīng)將要處理廢水中的有機(jī)物，二是使污泥具有良好的沉降性能。裝置運(yùn)行穩(wěn)定的標(biāo)志是污泥濃度基本穩(wěn)定，有機(jī)物去除率基本穩(wěn)定。 在活性污泥培養(yǎng)和馴化完成后，SBR反應(yīng)器進(jìn)入負(fù)荷運(yùn)行實(shí)驗(yàn)運(yùn)行：根據(jù)污水出水水質(zhì)和污泥性質(zhì)，確定每個(gè)周期的進(jìn)水、出水量，每個(gè)工序的持續(xù)時(shí)間。通常一個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間在48h，進(jìn)水量或出水量在1/3左右，當(dāng)污水可生化性較著時(shí)持續(xù)時(shí)間要延長(zhǎng)。當(dāng)不考慮去除污水中氮、磷時(shí)，可不使用攪拌器；當(dāng)考慮去除污水中氮、磷時(shí)，須使用攪

5、拌器。 有機(jī)物去除規(guī)律及污泥增K規(guī)律的試驗(yàn)：在投加廢水后，2min、40min、100rain、180min后取混合液樣10ml進(jìn)行測(cè)定，將混合液樣經(jīng)過濾，測(cè)定其MLSS值，并以濾后水測(cè)定COD值。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理取樣時(shí)間2min40min100min180min沉淀后出水COD（mg/L）MLSS（mg/L）烘干前重量/烘干后重量/ 繪制隨時(shí)間而變化的COD及MLSS曲線。 計(jì)算最初的COD去除率，以mgCOD去除量記。MLSS計(jì)，討論負(fù)荷率對(duì)COD去除率的影響。 討論不同的混合液排放量對(duì)活性污泥法的影響，比較其對(duì)COD去除率及污泥增長(zhǎng)率的影響。 討論污泥增長(zhǎng)率與COD去除率的關(guān)系。實(shí)

6、驗(yàn)二、污泥比阻測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 過實(shí)驗(yàn)掌握污泥比阻的測(cè)定方法；2) 掌握用布氏漏斗試驗(yàn)選擇混凝劑；3) 掌握確定污泥的最佳混凝劑投加量。二、實(shí)驗(yàn)原理 污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標(biāo)，它的物理意義是：?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。求此值的作用是比較不同的污泥(或同一種污泥加入不同量的混劑后)的過濾性能。污泥比阻愈大，過濾性能愈差。 過濾時(shí)濾液體積V(ml)與推動(dòng)力P(過濾時(shí)的壓強(qiáng)降g/cm。)，過濾面積F(cm2)，過濾時(shí)問t(s)成正比，而與過濾阻力R(cm·s2/ml)，濾液粘度p(g/cm.s)成反比。 V=PFt/R(ml) 過濾阻力包括濾

7、渣阻力Rz和過濾隔層阻力Rg構(gòu)成。而阻力R隨濾渣層的厚度增加而增大，過濾速度則減少。因此將(1)式改寫成微分形式：dV/dt=PF/(Rz+Rg) 由于Rg比Rz相對(duì)來說較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，姑且忽略不計(jì)。dV/dt=PF/=PF/(CV/F)式中：a：?jiǎn)挝惑w積污泥的比阻， ：濾渣厚度， C：獲得單位體積濾液所得的濾渣體積。 如以濾渣干重代替濾渣體積，單位重量污泥的比阻代替單位體積污泥的比阻，則上式可改寫為：dV/dt=PF2/CV式中：:污泥比阻，在CGS制中，其量綱為(s2/g)，在廠程單位制中其量綱為(cm/g)。在定壓上，在積分界限由0到t及0劍V內(nèi)對(duì)上式積分，可得：t/V=CV/2PF2

8、 上式說明在定壓下過濾，t/V與V成直線關(guān)系，其斜率為：b=( t/v)/V=C/2PF2=(2PF2/)*(b/c)=k(b/c)因此，為求得污泥比阻，需要在實(shí)驗(yàn)條件下求出b及C。 b的求法可在定壓下(真空度保持不變)通過測(cè)定一系列的tV數(shù)據(jù)，用圖解法求斜率見下圖：C的求法：根據(jù)所設(shè)定義：C=(Q0-Qy)Cd/Qy 濾餅干重（g）/ml濾液式中：Q。：污泥量，ml；Qy：濾液量，ml； Cd：濾餅同體濃度，g/ml 根據(jù)液體平衡：Q。=Qy+Qd 根據(jù)同體平衡：Q0*C。=Qy Cy十Qd Cd式中：C。：污泥固體濃度，g/ml， C。：濾液固體濃度，g/ml， Qd：濾餅量，ml?？傻茫?/p>

9、Qy=Q0(C0-Cd)/(Cy-Cd)代入上式，簡(jiǎn)化得 C=Cd*C0/(Cd-C0) g/ml上述求C的方法，必須量測(cè)濾餅的厚度方可求得；但在實(shí)驗(yàn)過程中量測(cè)濾餅厚度很困難且不易量準(zhǔn)，故改用測(cè)濾餅含水比的方法，求c值：C=1/（100-Ci）/Ci-(100-Cf)/Cf 濾餅干重(g)ml濾液式中：Ci：100 g污泥中的干污泥量； Cf：100 g濾餅中的干污泥量。三、實(shí)驗(yàn)裝置四、實(shí)驗(yàn)步驟1) 測(cè)定污泥的含水率，求出其同體濃度Co；2) 配帶FeCl3(10g/l)和 A12(S04)3(10g/l)混凝劑；3) 用FeCl3混凝劑調(diào)節(jié)污泥(每組加一種混凝劑量)，加量分別為干污泥重的0%

10、，(不加混凝劑)2，4，6，8，10；4) 在布氏漏斗上(直徑6580mm)放置濾紙，用水潤(rùn)濕，貼緊周底；5) 開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空壓力，大約比實(shí)驗(yàn)壓力小1/3(實(shí)驗(yàn)時(shí)真空壓力采用266mmHg或532mmHg)關(guān)掉真空泵；6) 加入100ml需實(shí)驗(yàn)的污泥于布氏漏斗中，開動(dòng)真空泵，調(diào)節(jié)真空至實(shí)驗(yàn)壓力，達(dá)到此壓力后，開始起動(dòng)秒表，并記下開始時(shí)計(jì)量管內(nèi)的濾液V0；7) 每隔一定時(shí)間(開始過濾時(shí)每隔10或15秒，濾速減慢后可隔30或60秒)記下計(jì)量管內(nèi)相應(yīng)的濾液量；8) 一直過濾至真空破壞，如真空長(zhǎng)時(shí)間不破壞，則過濾20分鐘后即可停止；9) 關(guān)閉閥門取下濾餅放入稱量瓶?jī)?nèi)稱量；10) 稱重后的濾餅于1

11、05的烘箱內(nèi)烘干稱重：11) 計(jì)算出濾餅的含水比，求出單位體積濾液的同體量C：12) 另取加A12(SO4)3混凝劑的污泥(每組的加量與FeCl3量相同)及不加混凝劑的污泥，按實(shí)驗(yàn)步驟211分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：1) 污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合；2) 在整個(gè)過慮過程中，真空度應(yīng)始終保持一致；3) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，抽真空裝置的各個(gè)接頭處不應(yīng)漏氣。五、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1)測(cè)定并記錄實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)： 實(shí)驗(yàn)日期 原污泥的含水率及固體濃度Co 實(shí)驗(yàn)真空度 mmHg 不加混凝劑的濾餅的含水率 加混凝劑繁 濾餅的含水率 (2)將布氏漏斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)按表1記錄并計(jì)算。 (3)以tv為縱坐標(biāo)，V為橫坐標(biāo)作圖，求b。 (

12、4)根據(jù)原污泥的含水率及濾餅的含水率求出C。 (5)列表計(jì)算比阻值a(表2比阻值計(jì)算表)。 (6)以比阻為縱坐標(biāo)，混凝劑投加量為橫坐標(biāo)作圖求出最佳投加量。六、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論表1 布式漏斗實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)時(shí)間（S）計(jì)量管濾液量（ml）V0， V濾液量（ml）=V-V0t/V備注表2 比阻值計(jì)算表污泥含水比污泥固體濃度混凝劑用量Tg2=n/m=bK=2PF2/U 皿+濾紙量 皿+濾紙濾餅濕重 皿+濾紙濾餅干重濾餅含水比 單位體積濾液的固體量 比阻值 布氏漏斗（d）過濾面積（F）面積平方（F2）濾液粘度（u）真空壓力（P）K值%g/CM3%s/cm6 CMCM2CM2g/CM·Sg/C

13、M2S·CM3ggg%g/CM3S2/ g實(shí)驗(yàn)三、混 凝一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）了解混凝的現(xiàn)象及過程，凈水作用及影響混凝的主要岡素； （2）確定混凝劑的最佳投加量及其相應(yīng)的pH值。二、實(shí)驗(yàn)原理 混凝是在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，使廢水中的膠體和細(xì)小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去的過程。它包括膠體懸浮物的脫穩(wěn)和接著發(fā)生的使顆粒增加的凝聚作用。膠體微粒都帶有電荷，它們間存在著靜電斥力、膠體的布朗運(yùn)動(dòng)、膠粒表面的水化作用，從而使膠體顆粒保持分散的懸浮狀態(tài)，即穩(wěn)定性。投加不同的化學(xué)藥劑能使膠體消除或降低電位，從而脫穩(wěn)，脫穩(wěn)的膠粒相互凝聚。另外，混凝劑水解后形成的

14、高分子物質(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠粒與膠粒間起吸附架橋作用，使顆粒逐漸結(jié)大，形成粗大絮凝體。脫穩(wěn)后的膠體，在一定的水力條件下，能形成較大的絮凝體，即礬花，形成礬花最佳的條件是要求pH值在等電離點(diǎn)或接近等電離點(diǎn)。同混凝劑的反應(yīng)必須有足夠的堿度，對(duì)于堿度不足的廢水應(yīng)投加NaC03、NaOH或石灰。在脫穩(wěn)之后，凝聚促使礬花增大、以便使礬花隨后能從水中去除。在凝聚階段將近結(jié)束時(shí)，投加0.21.0mg/L長(zhǎng)鏈陰離子或非離子聚合物，通過橋架吸附作用，有助于礬花的聚集和長(zhǎng)大。三、實(shí)驗(yàn)水樣 (1)河水或自配水 (2)某種工業(yè)廢水每組選一種水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)步驟：1) 熟悉六聯(lián)攪拌機(jī)的

15、操作和設(shè)定。2) 確定近似最小混凝劑量。近似最小混凝劑投量可以通過慢慢攪拌燒杯中200ml水樣，并且每次增加1ml的混凝劑投加量(用5ml移液管取)直到山現(xiàn)礬花為止。3) 在六只燒杯中，各注入混合均勻的水樣1000ml，將燒杯裝入攪拌機(jī)上，注意葉片在水中的相對(duì)位置應(yīng)相同。4) 根據(jù)水樣的性質(zhì)，選擇各個(gè)燒杯的加藥量，使其濃度變化為步驟3所確定濃度的25200，并投入藥劑試管中準(zhǔn)備投加。5) 按混合攪拌轉(zhuǎn)速(120150rmin)開動(dòng)攪拌器，并同時(shí)在各燒杯中倒入混凝劑溶液，從倒入時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)預(yù)定的混合時(shí)間(12min)到達(dá)后，立即按預(yù)定的反應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速(2540rmin)，將攪拌機(jī)速度降低。在預(yù)

16、定的反應(yīng)時(shí)間到達(dá)后，即停止攪拌。6) 反應(yīng)攪拌開始后，就注意觀察各個(gè)燒杯中有無礬花產(chǎn)生，礬花大小及松散密實(shí)程度，并記錄。7) 攪拌過程完成后，停機(jī)，輕輕提起攪拌葉片(注意不要攪拌水樣)，進(jìn)行靜置沉淀20分鐘，注意礬花的沉淀情況。與此同時(shí)，再將第二組六個(gè)水樣置攪拌機(jī)下。8) 第一組六個(gè)水樣，沉淀時(shí)間到達(dá)后，用吸管同時(shí)取出各燒杯中的上清液約150mI，置于六個(gè)洗凈的200ml燒杯中，測(cè)濁度及pH，并記錄入下表中。從而確定最佳投藥量及相應(yīng)的pH值，或者推薦的投藥量(水質(zhì)雖非最佳，但從經(jīng)濟(jì)考慮已可滿足生產(chǎn)的需要)及相應(yīng)的pH值。9) 如果所得結(jié)果不太理想而有必要調(diào)整pH值時(shí)，可在第9步所選定的投藥量的

17、基礎(chǔ)上進(jìn)行不同pH值的實(shí)驗(yàn)，從而求得較好的pH值，配制一組各為1000ml的水樣，用NaOH或H2S04調(diào)整六個(gè)試樣的pH值，使pH值在49，每個(gè)試樣的pH值增罱為1個(gè)pH值單位，最佳混凝劑投量采用第9步結(jié)果，重復(fù)上述第5第9步驟，從而確定較好的pH，于是進(jìn)行綜合考慮，得出最佳投藥量和pH值。10) 如果由一組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得不出混凝劑用量的結(jié)論，或者需要更準(zhǔn)確的求出混凝劑用量或pH值，則應(yīng)根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，對(duì)混凝劑用量或pH值的變化方向作一判斷，變化或縮小投藥范圍，進(jìn)行另一組混凝實(shí)驗(yàn)。11) 如有必要，可做多種混凝劑的實(shí)驗(yàn)，以確定最優(yōu)的混凝劑及其用量和相應(yīng)的pH值。五、注意事項(xiàng)1) 取水樣時(shí)

18、，如須把水樣混合均勻，以保證各個(gè)燒杯中的水樣性質(zhì)一樣。取澄清水樣的上清液時(shí)，應(yīng)避免攪動(dòng)已經(jīng)沉淀的礬花，且盡量使各燒杯水樣取在上部同一清水層。2) 注意避免某些燒杯中的水樣受到熱或冷的影響，各燒杯中水樣溫度著<0.5"C。3) 注意保證各攪拌軸防在燒杯中心處，葉片在杯內(nèi)的高低位置應(yīng)一樣，且滿足約定的比例關(guān)系。4) 定水質(zhì)時(shí)應(yīng)選用同一套儀器進(jìn)行，例如，當(dāng)pH計(jì)不只一套時(shí)，由于儀器精密度可能不一致，故應(yīng)選用同一套。六 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄混凝時(shí)間記錄 混合時(shí)間 分 反應(yīng)時(shí)間 分 攪拌速度 轉(zhuǎn)分 沉淀時(shí)間 分 攪拌速度 轉(zhuǎn)分(1)混凝劑最佳投量實(shí)驗(yàn)混凝劑種類 溶液濃度 每1000ml水樣中投加

19、1ml混凝劑溶液后合濃度為助凝劑種類 溶液濃度 mgl每1000ml水樣中投加1ml助凝劑溶液后混合濃度表1數(shù)據(jù)記錄燒杯號(hào)原水123456投藥量混凝劑 mg/l助凝劑 mg/l水溫PH渾濁度出現(xiàn)礬花時(shí)間（min）礬花沉淀情況20mi污泥沉降比(2)最佳pH值實(shí)驗(yàn)混凝劑種類 投藥量 mglNaOH或H2S04溶液濃度 每1000ml水樣投lml NaOH(或H2S04)溶液后混合濃度 mgl實(shí)驗(yàn)記錄列下表2：燒杯號(hào)原水123456投藥量混凝劑 mg/l助凝劑 mg/l水溫PH渾濁度出現(xiàn)礬花時(shí)間（min）礬花沉淀情況20mi污泥沉降比七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1) 作出出水渾濁度混凝劑投量曲線，找出最佳混凝

20、劑投量。2) 作出出水渾濁度pH值曲線，找出最佳pH值。3) 按下列公式計(jì)算攪拌實(shí)驗(yàn)的水力參數(shù)G，GT值及雷諾數(shù)Re。G=Cd*A*u3/(2V*) 式中：Cd阻力系數(shù)，當(dāng)Re>1000的平板漿 長(zhǎng)寬比 1 5 20 無窮 Cd 116 12 15 19 A- 漿板在旋轉(zhuǎn)方向的面積； p-水密度； u-水和漿板之間的相對(duì)速度，約為漿板線速度的075； V-水的體積； u-水的絕對(duì)粘度；GT=G×反應(yīng)池的停留時(shí)間Re=nd2/式中：n-攪拌葉片的轉(zhuǎn)速， (r/s)；d-葉片直徑 ， m。九、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(jiǎn)述影響混凝的幾個(gè)原因。2) 為什么投

21、約量最大時(shí)，混凝效果不一定好?實(shí)驗(yàn)四、厭氧+好氧實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)初步了解厭氧反應(yīng)的原理；(2)熟練掌握產(chǎn)甲烷勢(shì)的測(cè)定方法；（3）了解菌種隨水質(zhì)變化而產(chǎn)生的變化及相應(yīng)的對(duì)策；（4）厭氧菌激活和好氧菌的培養(yǎng)。二、實(shí)驗(yàn)原理1、厭氧消化，在傳統(tǒng)上是指對(duì)城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行厭氧穩(wěn)定的過程。因污泥的厭氧穩(wěn)定面對(duì)的是固態(tài)有機(jī)物，所以稱消化，厭氧消化也常作為厭氧處理的簡(jiǎn)稱。 厭氧消化是指在無分子氧條件下，通過兼性細(xì)菌和專性厭氧細(xì)菌的作用，使污水或污泥中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。其最終產(chǎn)物與好氧處理不同：碳素大部分轉(zhuǎn)化為甲烷，氮素轉(zhuǎn)化為氨，硫素轉(zhuǎn)化為硫化物，中間產(chǎn)物

22、除同化合成細(xì)胞物質(zhì)外，還合成復(fù)雜而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。i. 第一階段為水解酸化階段。在此階段，復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)菌胞外酶的作用下水解為小分子，溶解性有機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。ii. 第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下，第一階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸、CO2和H2。iii. 第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉(zhuǎn)化為甲烷。此過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌組成，一組把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，另一組從乙酸或乙酸鹽脫羥產(chǎn)生甲烷。雖然厭氧消化過程可分為上述三個(gè)階段，但在厭氧反應(yīng)器中，三個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，并保

23、持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡。這種動(dòng)態(tài)平衡一旦被某種外加因素打破，首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制，并導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)厭氧消化過程的停滯。因此，為保證消化過程正常進(jìn)行，必須建立這一平衡。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意下述實(shí)驗(yàn)條件：1）絕對(duì)的厭氧 要對(duì)水樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，必然會(huì)破壞裝置的厭氧環(huán)境，但是系統(tǒng)中的酸化菌會(huì)消耗掉這部分少量的溶氧，所以大致上反應(yīng)還是處于絕對(duì)厭氧的環(huán)境中。2）適當(dāng)?shù)膒H值 介于6.57.5之間 由于水解酸化階段的存在，長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)使系統(tǒng)pH有下降的趨勢(shì)，必須抑制這種趨勢(shì)的加?。凰峄c產(chǎn)甲烷菌的平衡一旦打破，整個(gè)系統(tǒng)就有“酸敗”的危險(xiǎn)。3)營養(yǎng) 厭氧消耗中氮、磷可按CO

24、D：N：P（200300）：5：1進(jìn)行投加。4）溫度 中溫甲烷菌（3035°C）和高溫甲烷菌（5055°C）。5）污泥泥齡與負(fù)荷 6） 有毒物質(zhì) 有毒物質(zhì)與好氧處理相同，有毒物質(zhì)會(huì)影響或破壞厭氧消化過程。例如，重金屬、HS、NH3、堿與堿土金屬等都會(huì)影響厭氧消化。圖1 厭氧生物消解反應(yīng)示意圖2、好氧處理1）活性污泥的培養(yǎng)和馴化 取城市污水處理廠的活性污泥裝入反應(yīng)容器中，體積占容器有效容積的1/32/3,其余體積為自來水（用來稀釋有機(jī)物濃度），每天控制每次進(jìn)水量，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間。根據(jù)污泥沉降性能和出水水質(zhì)，逐步增大進(jìn)水濃度和進(jìn)水水量，直到直接進(jìn)入?yún)捬醭鏊?）每天觀察并測(cè)定污泥

25、濃度MLSS及沉降比SV5來判斷污泥的有機(jī)負(fù)荷及泥齡是否應(yīng)進(jìn)行排泥。3）鏡檢，并畫出所觀察到的菌體。4）測(cè)定出水COD，繪制隨時(shí)間變化COD變化的曲線。圖2 好氧生物消解反應(yīng)示意圖三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理厭氧分析進(jìn)水COD(mg/L)產(chǎn)氣量（ml）出水COD（mg/L） VFA（mg/L）12345好氧分析MLSS（mg/L）SV5出水COD（mg/L）SS(mg/L)123451） 繪制隨時(shí)間變化COD變化曲線及MLSS曲線。2） 產(chǎn)氣量隨時(shí)間的變化曲線。附錄：下面略舉一些常見動(dòng)物群落，請(qǐng)大家在課余時(shí)間進(jìn)行檢索。1） 后生動(dòng)物：輪蟲、線蟲2） 原生動(dòng)物：鞭毛蟲、變形蟲、鐘蟲3） 藍(lán)細(xì)菌4） 放

26、線菌實(shí)驗(yàn)五、旋風(fēng)除塵器性能的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 掌握旋風(fēng)除塵器的基本原理；2）掌握管道中各點(diǎn)流速和氣體流量的測(cè)定方法；3）了解旋風(fēng)除塵器運(yùn)行的情況對(duì)除塵效率、壓力損失和阻力的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 測(cè)定或調(diào)節(jié)旋風(fēng)除塵器的風(fēng)量；2) 測(cè)定旋風(fēng)除塵器壓降與負(fù)荷的關(guān)系；3) 測(cè)定旋風(fēng)除塵器除塵效率與負(fù)荷的關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)原理 1、風(fēng)量的測(cè)定 采用壓差計(jì)或畢托管測(cè)定，原理是利用壓差計(jì)或畢托管測(cè)出風(fēng)管橫斷面的風(fēng)速，從而確定風(fēng)量，則氣體流量為Q=A*u (1)式中：Q風(fēng)量，m3/s； A測(cè)量管道的橫斷面積，m2，A=0.25*D2=O.7854D2； u測(cè)量管道橫斷面的空氣平均流速，m/s。 由于氣流速度

27、在風(fēng)管橫斷面上的分布是不均勻的，因此氣體流速需在同一斷面上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，然后求得風(fēng)管橫斷面的平均流速，即u=(2Pd/)0.5 (2)式中：Pd測(cè)得的平均動(dòng)壓值Pd=1*g*r1*sin a1，Pa； p空氣的密度，kg/m3 p。介質(zhì)的密度kg/m3 r1壓差計(jì)1的液柱高度，m。 2、旋風(fēng)除塵器的阻力測(cè)定 進(jìn)出口壓力差為P=Pj-Pl-Z (3)式中：Pj旋風(fēng)除塵器進(jìn)出口空氣的全壓差，Pj=1*g*r2*sina2，Pa； r2壓差計(jì)2的液柱高度，m； PL沿程阻力，p1=1.31*g* r3 * sin a3，Pa； r3壓差計(jì)3的液柱高度，m；z局部阻力，z=*u2*/2，其中f為除塵器

28、阻力系數(shù)，無因次，f=052。 3、旋風(fēng)除塵器效率的測(cè)定可采用質(zhì)量法，即 =(w1-w2)×100%式中：w1除塵器進(jìn)口處粉塵質(zhì)量，g； w2除塵器出口處粉塵質(zhì)量，g。四、實(shí)驗(yàn)裝置和儀表 l、旋風(fēng)除塵器實(shí)驗(yàn)裝置一套，壓差計(jì)一個(gè)、電子秤一臺(tái)。 2、請(qǐng)繪出旋風(fēng)除塵器實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)六、大氣中氮氧化物的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、掌握大氣中氮氧化物的測(cè)定方法。2、預(yù)習(xí)第三章相關(guān)內(nèi)容。二、分光光度法 (一) 原理 空氣中的氮氧化物主要以NO和NO2形態(tài)存在。測(cè)定時(shí)將NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亞硝酸和硝酸。其中，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽

29、作用，生成紫紅色偶氮染料，根據(jù)顏色深淺比色定量。因?yàn)镹O2(氣)不是全部轉(zhuǎn)化為NO2-(液)，故在計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)除以轉(zhuǎn)換系數(shù)(稱為Saltzman實(shí)驗(yàn)系數(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)氣體通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定)。 按照氧化NO所用氧化劑不同，分為酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化鉻-石英砂氧化法。本實(shí)驗(yàn)采用后一方法。 (二) 儀器 1三氧化鉻-石英砂氧化管； 2多孔玻板吸收管(裝10 mL吸收液型)； 3便攜式空氣采樣器：流量范圍01L/min； 4分光光度計(jì)。 (三) 試劑 所用試劑除亞硝酸鈉為優(yōu)級(jí)純(一級(jí))外，其他均為分析純。所用水為不含亞硝酸根的二次蒸餾水，用其配制的吸收液以水為參比的吸光度不超過0.005(540nm，1

30、cm比色皿)。 1N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽儲(chǔ)備液：稱取0.50g N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽C10H7NH(CH2)2NH2·2HCl于500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。此溶液貯于密閉棕色瓶中冷藏，可穩(wěn)定三個(gè)月。 2顯色液：稱取5.0 g對(duì)氨基苯磺酸NH2C6H4SO3H溶解于200 mL熱水中，冷至室溫后轉(zhuǎn)移至1000 mL容量瓶中，加入50.0 mL N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽儲(chǔ)備液和50 mL冰乙酸，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液貯于密閉的棕色瓶中，25以下暗處存放可穩(wěn)定三個(gè)月。若呈現(xiàn)淡紅色，應(yīng)棄之重配。 3吸收液：使用時(shí)將顯色液和水按4+1(V/V)比例混合而成。 4亞硝

31、酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.3750 g優(yōu)級(jí)純亞硝酸鈉(NaNO2，預(yù)先在干燥器放置24h)溶于水，移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此標(biāo)液為每毫升含250gNO2-，貯于棕色瓶中于暗處存放，可穩(wěn)定三個(gè)月。 5亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：吸取亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.00 mL于100 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含2.5gNO2-，在臨用前配制。 (四) 測(cè)定步驟 1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取6支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制NO2-標(biāo)準(zhǔn)溶液色列： NO2-標(biāo)準(zhǔn)溶液色列管 號(hào)012345標(biāo)準(zhǔn)使用溶液(mL)00.400.801.201.602.00水(mL)2.001.601.2

32、00.800.400顯色液(mL)8.008.008.008.008.008.00NO2-濃度(g/mL)00.100.200.300.400.50將各管溶液混勻，于暗處放置20 min(室溫低于20時(shí)放置40 min以上)，用1 cm比色皿于波長(zhǎng)540 nm處以水為參比測(cè)量吸光度，扣除試劑空白溶液吸光度后，用最小二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程。 2采樣：吸取10.0 mL吸收液于多孔玻板吸收管中，用盡量短的硅橡膠管將其串聯(lián)在三氧化鉻-石英砂氧化管和空氣采樣器之間，以0.4 mL/min流量采氣424L。在采樣的同時(shí)，應(yīng)記錄現(xiàn)場(chǎng)溫度和大氣壓力。3樣品測(cè)定：采樣后于暗處放置20 min(室溫20以

33、下放置40 min以上)后，用水將吸收管中吸收液的體積補(bǔ)充至標(biāo)線，混勻，按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法和條件測(cè)量試劑空白溶液和樣品溶液的吸光度，按下式計(jì)算空氣中NOx的濃度： 式中：CNOx-空氣中NOx的濃度(以NO2計(jì)，mg/m3)； A、A0-分別為樣品溶液和試劑空白溶液的吸光度； b、a-分別為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率(吸光度·mL/g)和截距； V-采樣用吸收液體積(mL)； V0-換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積(L)； f-Saltzman實(shí)驗(yàn)系數(shù)，0.88(空氣中NOx濃度超過0.720 mg/m3時(shí)取0.77)。實(shí)驗(yàn)七、堿液吸收含SO2氣體一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解用吸收法凈化廢氣中SO2的原理

34、和效果；2 改變空塔速度，觀察填料塔內(nèi)氣液接觸狀況和液泛現(xiàn)象；3 測(cè)定填料塔的吸收效率及降壓的方法；4 測(cè)定化學(xué)吸收體系（堿液吸收SO2）的體積吸收系數(shù)。二 實(shí)驗(yàn)原理含S02的氣體可采用吸收法凈化。由于SO2在水中溶解度不高，常采用化學(xué)吸收方法。吸收SO2吸收劑種類較多，本實(shí)驗(yàn)采用NaOH或Na2CO4溶液作吸收劑，吸收過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3實(shí)驗(yàn)過程中通過測(cè)定填料吸收塔進(jìn)山口氣體中SO2的含量，即可近似計(jì)算出吸收塔的平均凈化效率，進(jìn)而了解吸收效果。氣體中SO2含量的測(cè)定采

35、用碘量法或SO2測(cè)定儀。實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)出填料塔進(jìn)出口其他的全壓，即可計(jì)算出填料塔的降壓。對(duì)于堿液吸收SO2的化學(xué)吸收體系，也可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出體積吸收系數(shù)。三 實(shí)驗(yàn)裝置 流程儀器設(shè)備和試劑1 實(shí)驗(yàn)裝置流程實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖3-1所示。吸收液從高位液槽通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)，有填料塔上部經(jīng)噴淋裝置進(jìn)入塔內(nèi)，流經(jīng)填料表面，有塔下部排出，進(jìn)入受液槽?？諝庥锌諌簷C(jī)經(jīng)緩沖罐后，通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入混合緩沖器，并于SO2氣體相混合，配制成一定濃度的混合氣。SO2來自鋼瓶，并經(jīng)毛細(xì)管流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入混合緩沖器。含SO2的空氣從塔底進(jìn)氣口進(jìn)入填料塔內(nèi)，通過填料層后，氣體經(jīng)除霧妻后有塔頂排除。2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)名1) 空壓機(jī)（壓力

36、3Kg/Cm2）（24KPa），氣量3.6M3/h一臺(tái)2) 液體SO2鋼瓶 1瓶；3) 填料塔1臺(tái)；4) 填料（=58瓷環(huán)） 若干；5) 泵 （揚(yáng)程2m，流量400L/h）1臺(tái)；6) 緩沖罐 （0.4m3)1個(gè)；7) 高位槽 （50mm*50mm*50mm） 1個(gè)； 8) 混合緩沖槽（0.3m）1個(gè)9) 受液槽（60mm×60mm×50mm）1個(gè)；10) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)（水）（10100l/h）1個(gè)；11) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)（氣）（440m3/h）1個(gè)；12) 毛細(xì)管流量計(jì)(0.10.3mm)1個(gè)；13) U形管壓力計(jì)（200mm）3只；14) 壓力表(0-3Kg/cm2)1只；15

37、) 溫度計(jì)（0-100）2支；16) 空盒式大氣壓力計(jì) 1只；17) 玻璃篩板吸收瓶 （250mL） 20只；18) 錐形瓶 (250mL)20 只；19) 煙氣測(cè)試儀（采樣用）或綜合煙氣分析儀 2臺(tái)；3.試劑（1）采樣吸收液，取11g氨基磺酸銨，7g硫酸銨，加入少量水，攪拌使其溶解，繼續(xù)加水至1000mL，以硫酸（C(H2SO4)=0.05mol/L）和氨水（C(NH3·H2O)=0.1mol/L）調(diào)節(jié)PH至5.4。（2）碘貯備液（C(I2)=0.05mol/L），稱取12.7g碘放入燒杯中，加入40g碘化鉀，加25mL水，攪拌至全部溶解后，用水稀釋至1升，貯入棕色試劑瓶中。標(biāo)定：

38、準(zhǔn)確吸收25mL碘貯備液，以硫代硫酸鈉溶液（C(Na2S2O3)=0.1mol/L），滴定溶液由紅棕色變?yōu)榈S色后，加5ML5%淀粉溶液，繼續(xù)用硫代硫酸鈉溶液滴定至蘭色恰好消失為止，記下滴定用量，則；C=(I2)=(C(Na2S2O3)*V)/(25*2)=0.0543試中：V消耗硫代硫酸鈉溶液的體積，ml。（3 ）碘溶液C=(I2)=0.005mol/L：準(zhǔn)確吸取100ML墊儲(chǔ)備液C=(I2)=0.05mol/L于1000ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖均，存儲(chǔ)與棕色瓶?jī)?nèi)，保存與暗處。（4） 硫代硫酸鈉溶液C(Na2S2O3)=0.1MOL/L:取25g硫代硫酸鈉Na2S2O3·5

39、H2O和0.2g無水碳酸鈉溶于1000ml新煮沸，并冷卻了的水中，充分混均存于棕色瓶中。放置3天后進(jìn)行標(biāo)定。若渾濁，應(yīng)過濾。標(biāo)定： 將碘酸鉀于120140干燥1。52小時(shí)，待干燥器冷卻室溫。稱取0.9-1.1g溶于水中，移入250ml容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，搖均。吸取25ml此溶液，于250ml碘量瓶中，加2g碘化鉀，溶解后，加10ml鹽酸C（HCL）=2MOL溶液，搖均。于暗處放5min，加75ml水，以硫代硫酸鈉溶液C(Na2S2O3)=0.1mol/L滴定。溶液為淡黃色后，加75ml水，以硫代硫酸鈉溶液滴定到蘭色恰好消失為止，記消耗量。另取25ML蒸餾水，以同樣條件進(jìn)行空白滴定，記消耗量。

40、硫代硫酸鈉溶液C1/2Na2S2O3=(W * 25/250)/(V-V0) * 35.67/1000=W*100/(V-V0) * 35.67式中 W碘酸鉀的質(zhì)量 V滴定碘消耗硫代硫酸鈉體積 V0滴定空白溶液消耗硫代硫酸鈉體積 35.67碘酸鉀分子量的1/6（5）0.5%淀粉溶液：取0.5可溶淀粉，調(diào)成糊狀，到入100ml煮沸飽和氯化鈉水中，繼續(xù)煮直到溶液澄清（6） 5%烷堿或純堿：稱工業(yè)用燒堿5Kg，溶入0.1m3水中，作為吸收體系的吸收液。四 實(shí)驗(yàn)方法和步驟1 、連接裝置，檢查是否漏氣，關(guān)嚴(yán)吸收塔的進(jìn)氣閥。打開緩沖罐上的放空閥，并在高位液槽中住入配制好的5%的堿溶液2 、在玻璃篩板吸收瓶

41、內(nèi)裝入采樣用的吸收液50ml3 、打開吸收塔的進(jìn)液閥，并調(diào)節(jié)液體流量，使液體均勻噴淋，并沿填料表面緩慢流下，以充分潤(rùn)濕填料表面，當(dāng)液體由塔底流出后，將液體流量調(diào)至35L/H左右4、 開啟空壓機(jī)，逐漸關(guān)小放空閥，并逐漸打開吸收塔的進(jìn)氣閥。調(diào)節(jié)氣體流量，使塔內(nèi)出現(xiàn)掖泛。仔細(xì)觀察此時(shí)的氣液接觸光礦，并記錄下液泛時(shí)的氣速5、 逐漸減小氣體流量，在液泛現(xiàn)象消失后。既在接近液泛現(xiàn)象，吸收塔能正常工作時(shí)，開啟S02氣瓶，并調(diào)節(jié)其流量，使氣體中S02的含量為0105(體積分?jǐn)?shù))。6、經(jīng)數(shù)分鐘后，待塔內(nèi)操作完全穩(wěn)定后，按表32的要求開始測(cè)量并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。7、在塔的上下取樣口用煙氣測(cè)試儀(或大氣采樣器)同時(shí)采樣

42、。采樣時(shí)，先將裝入吸收液的吸收瓶放在煙氣測(cè)試儀的金屬架上。吸收瓶上和玻璃篩板相連的接口與取樣口相連，吸收瓶上另一接口與煙氣測(cè)試儀的進(jìn)氣口相連(注意：不能接反)。然后，開啟煙氣測(cè)試儀，以0.5L/min采樣流量采樣5lO分鐘(視氣體中S02濃度大小而定)，取樣2次。8、在液體流量不變，并保持氣體中S02濃度在大致相同的情況下，改變氣體的流量，按上述方法，測(cè)取45組數(shù)據(jù)。9、實(shí)驗(yàn)完畢后先關(guān)掉S02氣瓶，待l-2分鐘后再停止供液，最后停止鼓入空氣。10、樣品分析。將采過樣的吸收瓶?jī)?nèi)的吸收液倒入錐形瓶中，并用15mL。吸收液洗滌吸收瓶2次，洗滌液并入錐形瓶中，加5mL淀粉溶液，以碘溶液c(I2)=00

43、5molL滴定至藍(lán)色，記下消耗量(V)。另取相同體積的吸收液，進(jìn)行空白滴定，記下消耗量(V0)，并將結(jié)果填入表31中。11、按表53要求的項(xiàng)目進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理(1)由樣品分析數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體中SO2的濃度。(S02)=(V-V0)×C(I2)×64×1000/VNd(mg/m3) (31)式中：JD(SO2)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下二氧化硫濃度，(mgm3 )； V滴定樣品消耗碘溶液的體積，mL； C(I2)碘溶液物質(zhì)的量濃度，molL V0滴定空白消耗碘溶液的體，mL； 64二氧化硫的相對(duì)分子質(zhì)量； VNd標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積， VNd可用下式計(jì)算： VNd=158×q×r×(Pm