水處理工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、水處理工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系一、必修實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：混凝實(shí)驗(yàn)二：自由沉淀實(shí)驗(yàn)三：氣浮實(shí)驗(yàn)四：過濾實(shí)驗(yàn)五：廢水可生化性實(shí)驗(yàn)六：厭氧污泥活性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)七：污泥過濾脫水二、選擇實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)八：臭氧脫色實(shí)驗(yàn)九：吸附三、演示實(shí)驗(yàn) 虹吸濾池 脈沖澄清池 活性污泥工藝 UASB反應(yīng)器 膜分離技術(shù)實(shí)驗(yàn)一混凝一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解混凝的現(xiàn)象及過程，凈水作用及影響混凝的主要因素；2、 學(xué)會(huì)求水樣最佳混凝條件（包括投藥量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；3、 了解助凝劑對(duì)混凝效果的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理膠體顆粒帶有一定電荷，它們之間的電斥力是膠體穩(wěn)定性的主要因素。膠體表面的電荷值常用電動(dòng)電位表示，又稱為Zeta

2、電位。Zeta電位的高低決定了膠體顆粒之間斥力的大小和影響范圍。一般天然水中的膠體顆粒的Zeta電位約在-30mV以上，投加混凝劑之后，只要該電位降到-15mV左右即可得到較好的混凝效果。相反，當(dāng)Zeta電位降到零，往往不是最佳混凝狀態(tài)。投加混凝劑的多少，直接影響混凝效果。水質(zhì)是千變?nèi)f化的，最佳的投藥量各不相同，必須通過實(shí)驗(yàn)方可確定。在水中投加混凝劑如Al2(SO4)3、FeCl3后，生成的Al(III)、Fe(III)化合物對(duì)膠體的脫穩(wěn)效果不僅受投加的劑量、水中膠體顆粒的濃度、水溫的影響，還受水的pH值影響。如果pH值過低（小于4），則混凝劑水解受到限制，其化合物中很少有高分子物質(zhì)存在，絮凝

3、作用較差。如果pH值過高（大于9-10），它們就會(huì)出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，生成帶負(fù)電荷的絡(luò)合離子，也不能很好地發(fā)揮絮凝作用。投加了混凝劑的水中，膠體顆粒脫穩(wěn)后相互聚結(jié)，逐漸變成大的絮凝體，這時(shí)，水流速度梯度G值的大小起著主要的作用。在混凝攪拌實(shí)驗(yàn)中，水流速度梯度G值可按下式計(jì)算：式中：P攪拌功率（J/s）；水的粘度（Pa·s）；V被攪動(dòng)的水流體積（m3）；本實(shí)驗(yàn)G值可直接由攪拌器顯示板讀出。當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時(shí)，需投加助凝劑以提高混凝效果。助凝劑通常是高分子物質(zhì)，作用機(jī)理是高分子物質(zhì)的吸附架橋，它能改善絮凝體結(jié)構(gòu)，促使細(xì)小而松散的絮粒變得粗大而結(jié)實(shí)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 梅宇SC20

4、00-6智能型六聯(lián)攪拌機(jī)（附6個(gè)1000ml燒杯）；2、 轉(zhuǎn)速表（用于校正攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速）；3、 ORION 828型pH計(jì)；4、 溫度計(jì)；5、 HANNA LP2000濁度儀。四、實(shí)驗(yàn)水樣各組自定實(shí)驗(yàn)水樣。水樣參考：自配水（高嶺土懸濁液）、生活污水、河水等。五、實(shí)驗(yàn)藥劑1、 精制硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O溶液；2、 氯化鐵FeCl3·6H2O溶液；3、 聚合氯化鋁Al2(OH)mCl6-mn溶液；4、 聚丙烯酰胺PAM溶液（助凝劑）；5、 濃度為10%的HCl溶液（化學(xué)純）；6、 濃度為10%的NaOH溶液（化學(xué)純）。本實(shí)驗(yàn)提供較高濃度的混凝劑和助凝劑，各組可根據(jù)

5、自己實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行稀釋。六、實(shí)驗(yàn)方案1、 觀察礬花：于燒杯中加入一定體積的原水并用玻璃棒慢速攪拌，向燒杯中緩慢投加混凝劑并仔細(xì)觀察，直到礬花的出現(xiàn)。2、 實(shí)驗(yàn)水樣千差萬別，對(duì)不同的水樣、不同的混凝劑或助凝劑其最佳混凝條件也各不相同。各組可根據(jù)自己的興趣從以下參考實(shí)驗(yàn)方案中進(jìn)行選擇，也可發(fā)揮創(chuàng)造力自行確定實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案參考：（1） 選取某種混凝劑，比較其對(duì)不同實(shí)驗(yàn)水樣的混凝效果（2） 選取某種實(shí)驗(yàn)水樣，比較不同混凝劑的混凝效果（3） 選取某種實(shí)驗(yàn)水樣，確定某種混凝劑的最佳投加量（4） 選取某種實(shí)驗(yàn)水樣，確定某種混凝劑的最佳pH值（5） 選取某種實(shí)驗(yàn)水樣和混凝劑投加量，確定助凝劑的最佳投加量（6

6、） 選取某種實(shí)驗(yàn)水樣和混凝劑投加量，確定混凝最佳速度梯度注意事項(xiàng)：1、 混凝一般分慢速攪拌和快速攪拌階段，其攪拌速度和攪拌時(shí)間可根據(jù)實(shí)驗(yàn)自行確定；2、 實(shí)驗(yàn)過程中需記錄水樣的名稱及濁度、pH值、溫度等參數(shù)，同時(shí)記錄所使用混凝劑或助凝劑的種類和濃度以及混凝時(shí)的水流速度梯度等；3、 水樣的濁度應(yīng)取多次測(cè)量的平均值；4、 在最佳pH值實(shí)驗(yàn)中，用來測(cè)定pH值的水樣，仍倒入原燒杯中；5、 在測(cè)定水的濁度用注射管抽吸上清液時(shí)，不要擾動(dòng)底部沉淀物。同時(shí)，各燒杯抽吸的時(shí)間間隔應(yīng)盡量減小。實(shí)驗(yàn)二自由沉淀一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 觀察沉淀過程，加深對(duì)自由沉淀特點(diǎn)、基本概念及沉淀規(guī)律的理解；2、 掌握顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)的方法

7、，求出沉淀曲線。二、實(shí)驗(yàn)原理濃度較稀的、粒狀顆粒的沉淀屬于自由沉淀，其特點(diǎn)是靜沉過程中顆粒互不干擾、等速下沉，其沉速在層流區(qū)符合Stokes公式。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，因而沉淀效果、特性無法通過公式求得，而是要通過靜沉實(shí)驗(yàn)確定。由于自由沉淀時(shí)顆粒是等速下沉，下沉速度與沉淀高度無關(guān)，因而自由沉淀可在一般沉淀柱內(nèi)進(jìn)行，但其直徑應(yīng)足夠大，一般應(yīng)使D100mm以免顆粒沉淀受柱壁干擾。圖1自由沉淀實(shí)驗(yàn)裝置圖1、沉淀柱 2、水泵 3、水箱 4、支架5、氣體流量計(jì) 6、氣體入口 7、排水口 8、取樣口一般來說，自由沉淀實(shí)驗(yàn)可按以下兩個(gè)方法進(jìn)行：（一） 底部取樣法底部取

8、樣法的沉淀效率通過曲線積分求得。設(shè)在一水深為H的沉淀柱內(nèi)進(jìn)行自由沉淀實(shí)驗(yàn)，如圖1所示。將取樣口設(shè)在水深H處，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)（t=0），整個(gè)實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)懸浮物顆粒濃度均為C0。分別在t1、t2、tn時(shí)刻取樣，分別測(cè)得濃度為C1、C2、Cn。那么，在時(shí)間恰好為t1、t2、tn時(shí)，沉速為h/t1=u1、h/t2=u2、h/tn=un的顆粒恰好通過取樣口向下沉，相應(yīng)地這些顆粒在高度H中已不復(fù)存在了。記pi=Ci/C0，則1-pi代表時(shí)間ti內(nèi)高度H中完全去除的顆粒百分?jǐn)?shù)，pj-pk（k>ji）代表沉速位于uj和uk之間的顆粒百分?jǐn)?shù)，在時(shí)間ti內(nèi)，這部分顆粒的去除百分?jǐn)?shù)為，當(dāng)j、k無限接近時(shí)，。這樣，在時(shí)

9、間ti內(nèi)，沉淀柱的總沉淀效率。實(shí)際操作過程中，可繪出p-u曲線并通過積分求出沉淀效率。（二） 中部取樣法與底部取樣法不同的是，中部取樣法將取樣口設(shè)在沉淀柱有效沉淀高度（H）的中部。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，沉淀時(shí)間為0，此時(shí)沉淀柱內(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E=0。實(shí)驗(yàn)開始后，懸浮物在筒內(nèi)的分布變得不均勻。不同沉淀時(shí)間ti，顆粒下沉到池底的最小沉淀速度ui相應(yīng)為。嚴(yán)格來說，此時(shí)應(yīng)將實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)有效水深H的全部水樣取出，測(cè)量其懸浮物含量，來計(jì)算出ti時(shí)間內(nèi)的沉淀效率。但這樣工作量太大，而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)筒只能求一個(gè)沉淀時(shí)間的沉淀效率。為了克服上述

10、弊病，又考慮到實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)懸浮物濃度隨水深的變化，所以我們提出的實(shí)驗(yàn)方法是將取樣口裝在H/2處，近似地認(rèn)為該處水樣的懸浮物濃度代表整個(gè)有效水深內(nèi)懸浮物的平均濃度。我們認(rèn)為這樣做在工程上的誤差是允許的，而實(shí)驗(yàn)及測(cè)定工作也可以大為簡(jiǎn)化，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)就可以多次取樣，完成沉淀曲線的實(shí)驗(yàn)。假設(shè)此時(shí)取樣點(diǎn)處水樣水樣懸浮物濃度為Ci，則顆粒總?cè)コ?。而則反映了ti時(shí)未被去除的顆粒（即d<di的顆粒）所占的百分比。三、實(shí)驗(yàn)水樣硅藻土自配水。四、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 沉淀實(shí)驗(yàn)筒直徑140mm，工作有效水深（由溢出口下緣到筒底的距離）為2000mm；2、 過濾裝置；3、 懸浮物定量分析所需設(shè)備。以SS為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)

11、，定量分析設(shè)備包括萬分之一電子天平，帶蓋稱量瓶，干燥器，烘箱等；以懸浮物濁度為衡量指標(biāo)時(shí)，定量分析設(shè)備為濁度儀。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 將水樣倒入攪拌筒中，用泵循環(huán)攪拌約5分鐘，使水樣中懸浮物分布均勻；2、 用泵將水樣輸入沉淀實(shí)驗(yàn)筒，在輸入過程中，從筒中取樣兩次，每次約20ml（若以SS為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，取樣量應(yīng)提高到100ml并在取樣后準(zhǔn)確記下水樣體積）。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)廢水升到溢流口，溢流管流出水后，關(guān)緊沉淀實(shí)驗(yàn)筒底部閥門，停泵，記下沉淀開始時(shí)間。4、 觀察靜置沉淀現(xiàn)象；5、 隔5、10、20、30、45、60、75、90分鐘，從實(shí)驗(yàn)筒底部取樣口及中部取樣口各取

12、樣兩次，每次約20ml（若以SS為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，取樣量應(yīng)提高到100ml并在取樣后準(zhǔn)確記下水樣體積）。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)水樣作平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量其SS值或濁度。水樣SS值的測(cè)量步驟如下：用濾紙過濾（濾紙應(yīng)當(dāng)是已在烘箱內(nèi)烘干后稱量過的），過濾后，再把濾紙放入已準(zhǔn)確稱量的帶蓋稱量瓶?jī)?nèi)，在105-110烘箱內(nèi)烘干后稱量濾紙的增重即為水樣中懸浮物的重量。7、 分別對(duì)底部取樣法和中部取樣法計(jì)算不同沉淀時(shí)間t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，并畫出E-t和E-u的關(guān)系曲線。六、對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求1、 提出實(shí)

13、驗(yàn)紀(jì)錄及沉淀曲線。2、 分析實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，并對(duì)底部取樣法和中部取樣法所得結(jié)果進(jìn)行比較。3、 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，需注意什么問題？實(shí)驗(yàn)三氣?。ǜ∵x）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解氣浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備及構(gòu)成；2、 通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)考察氣固比對(duì)氣浮效果的影響；3、 通過動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)了解氣浮工藝工作過程及操作運(yùn)行方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 平流式沉淀池；2、 溶氣水系統(tǒng)：包括尼可泵、溶氣罐、水箱、除油器、截門及流量計(jì)、壓力表、減壓釋放器等；3、 水源系統(tǒng)：包括水泵、配水箱、流量計(jì)、定量投藥泵、截門等；4、 排水管及排渣槽等；5、 設(shè)備系統(tǒng)示意圖及氣浮池構(gòu)造圖如圖一所示：圖一氣浮工藝流程圖6、 測(cè)定

14、懸浮物、pH值、COD等所用儀器設(shè)備。三、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)用尼可泵取代原有的空壓機(jī)，簡(jiǎn)化了溶氣水的制作過程，使得實(shí)驗(yàn)更加便于操作。1、在原水箱中加原紙漿（或濃污水），用自來水配成所需水樣（懸浮物約為 mg/L）。同時(shí)在投藥瓶中配好混凝劑（1%的硫酸鋁溶液）。2、將氣浮池及溶氣水箱充滿自來水待用。3、開啟尼可泵使回流水和空氣混合后進(jìn)入溶氣罐，按一定的回流比調(diào)節(jié)流量，當(dāng)壓力水壓力達(dá)到約0.26Mpa（即2.6kg/cm2）時(shí)，打開釋放器前閥門放溶氣水，然后調(diào)節(jié)流量及氣壓使溶氣罐氣壓穩(wěn)定，氣浮池進(jìn)出水平衡。4、 靜態(tài)氣浮實(shí)驗(yàn)確定最佳投藥量取5個(gè)1000ml量筒，加750ml原水樣，按藥量20、40、6

15、0、80、100mg/l加入混凝劑（1%的硫酸鋁溶液），快攪1min，慢攪3min，快速通過溶氣水至1000ml，靜置10min，觀察現(xiàn)象，確定最佳投藥量。5、 調(diào)節(jié)投藥量和原水流量，用泵混合后通入氣浮池，用調(diào)節(jié)排水量來控制池中水位或溢流排渣。6、 根據(jù)氣浮池體積及進(jìn)水流量估算出水時(shí)間，待穩(wěn)定后取進(jìn)出水樣測(cè)定懸浮物、COD及pH值。四、實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄、計(jì)算及結(jié)論1、 實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄表；2、 計(jì)算1） 池體積、上浮速度、停留時(shí)間及表面負(fù)荷的計(jì)算。i. 反應(yīng)段；ii. 分離段。2） 處理效率計(jì)算：COD、懸浮物3、 結(jié)論與評(píng)價(jià)時(shí)間表面負(fù)荷回流比原污水流量l/h溶氣水流量l/h投藥量mg/Lmg/min空氣量l

16、/h溶氣罐壓力Mpa懸浮物原水mg/L出水mg/L去除效率%COD原水mg/L出水mg/L去除效率%pH值原水出水備注實(shí)驗(yàn)四過濾一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉濾池實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法；2、 觀察濾池反沖洗的情況：濾料的水力篩分現(xiàn)象，濾料層膨脹與沖洗強(qiáng)度的關(guān)系；3、 觀察濾料層的水頭損失與工作時(shí)間的關(guān)系；4、 探求不同濾料層的水質(zhì)，以了解大部分的過濾效果是在頂上完成的。二、實(shí)驗(yàn)原理過濾是具有孔隙的物料層截留水中雜質(zhì)從而使水得到澄清的工藝過程。常用的過濾方式有砂濾、硅藻土涂膜過濾、燒結(jié)管微孔過濾、金屬絲編織物過濾等。過濾不僅可以去除水中細(xì)小懸浮顆粒雜質(zhì)，而且細(xì)菌病毒及有機(jī)物也會(huì)隨濁度降低而被去除。為了取得良好的

17、過濾效果，濾料應(yīng)具有一定級(jí)配。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 濾池模型2、 濁度儀3、 溫度計(jì)、秒表、各種玻璃器皿四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備。對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)備，熟悉濾池及相應(yīng)的管路系統(tǒng)，包括配水設(shè)備、加藥裝置、過濾柱、濾池進(jìn)水閥門及流量計(jì)、濾池出水閥門、反沖洗進(jìn)水閥門及流量計(jì)、反沖洗出水閥門、測(cè)壓管等。2、 進(jìn)行濾料層反沖洗膨脹率與反沖洗強(qiáng)度關(guān)系的測(cè)定。首先標(biāo)出濾料層原始高度及各相應(yīng)膨脹率的高度，然后打開反沖洗排水閥，再慢慢開啟反沖洗進(jìn)水閥，用自來水對(duì)濾料層進(jìn)行反沖洗，量測(cè)一定的膨脹率（10，30，40，50，60，70%）時(shí)的流量，并測(cè)水溫。3、 進(jìn)行過濾周期運(yùn)行情況測(cè)定。關(guān)閉反沖洗進(jìn)水閥及排水閥，全部打

18、開濾池出水閥，待濾柱中水面下降到測(cè)壓管1015cm處時(shí)，打開濾池進(jìn)水閥門，控制流量在 L/h，相應(yīng)濾速 m/h，加藥量控制在 ml/min，Al2(SO4)3藥液濃度為1%，相應(yīng)加藥量為 mg/l。約35min后，濾柱中水面達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，以此時(shí)作過濾周期的起點(diǎn)時(shí)刻開始測(cè)定，測(cè)定間隔15min，測(cè)定項(xiàng)目為各測(cè)壓管水位、進(jìn)出水濁度、水溫。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，過濾周期運(yùn)行2小時(shí)左右即可結(jié)束。此時(shí)關(guān)閉濾池進(jìn)水閥，濾池出水閥及加藥裝置。4、 進(jìn)行過濾后的濾柱反沖洗。打開反沖洗排水閥，再開反沖洗進(jìn)水閥，控制濾池膨脹率為50%，觀察沖洗水混濁度的變化情況。5min后，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及報(bào)告1、 實(shí)測(cè)并繪

19、制實(shí)驗(yàn)設(shè)備草圖，注明各部分的主要尺寸。2、 計(jì)算并填寫下列表格。3、 繪制過濾時(shí)濾料層水頭損失與時(shí)間的關(guān)系曲線。4、 繪制反沖洗強(qiáng)度與濾料層膨脹率的關(guān)系曲線。5、 實(shí)驗(yàn)過程中的心得及存在問題。實(shí)驗(yàn)報(bào)告日期：濾池號(hào)濾池直徑：96mm斷面面積：濾料：當(dāng)量直徑：原水及預(yù)處理過程：平均水溫：平均濾速：一、濾池反沖洗時(shí)間砂層膨脹率觀測(cè)值（%）沖洗水流量（L/h）沖洗強(qiáng)度（L/s·m2）沖洗排水水溫（）備注二、經(jīng)混凝預(yù)處理的過濾加藥量= mg/L（以Al2(SO4)3計(jì)）時(shí)間流量ml/min濾速m/h混濁度水位cm進(jìn)水出水濾池水面濾層A點(diǎn)濾層B點(diǎn)濾層C點(diǎn)濾層D點(diǎn)濾層E點(diǎn)濾池出水實(shí)驗(yàn)五 廢水可生化

20、性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓I(yè)廢水中所含有的有機(jī)物，有的不容易被微生物所降解，有的則對(duì)微生物有毒害作用。為了合理地選擇廢水處理方法，或是為了確定進(jìn)入生化處理構(gòu)筑物的有毒物質(zhì)容許濃度，都要進(jìn)行廢水可生化性實(shí)驗(yàn)。鑒定廢水可生化性的方法很多，利用瓦勃氏呼吸儀（簡(jiǎn)稱瓦呼儀）測(cè)定廢水的生化呼吸線是一種較有效的方法之一。本實(shí)驗(yàn)的目的主要在于：1.熟悉瓦呼儀的基本構(gòu)造及操作方法；2.理解內(nèi)源呼吸線及生化呼吸線的基本含義；3.分析不同濃度的含酚廢水的生物降解性及生物毒性。二、實(shí)驗(yàn)原理微生物處于內(nèi)源呼吸階段時(shí)，耗氧的速率基本上恒定不變。微生物與有機(jī)物接觸后，其呼吸耗氧的特性反映了有機(jī)物被氧化分解的規(guī)律，一般來說，耗氧量大，

21、耗氧速率高，即說明該有機(jī)物易被微生物降解，反之亦然。測(cè)定不同時(shí)間的內(nèi)源呼吸耗氧量及與有機(jī)物接觸后的生化呼吸耗氧量，可得內(nèi)源呼吸線及生化呼吸線，通過比較即可判定廢水的可生化性。當(dāng)生化呼吸線位于內(nèi)源呼吸線之上時(shí)說明廢水中的有機(jī)物一般是可被微生物氧化分解得；當(dāng)生化呼吸線與內(nèi)源呼吸線重合時(shí)，則說明有機(jī)物可能是不能被微生物降解的，但它對(duì)微生物的生命活動(dòng)尚無抑制作用；當(dāng)生化呼吸線位于內(nèi)源呼吸線之下時(shí)，則說明有機(jī)物對(duì)微生物的生命活動(dòng)產(chǎn)生了明顯的抑制作用。瓦呼儀的工作原理是，在恒溫及不斷攪拌的條件下，使一定量的菌種與廢水在定容的反應(yīng)瓶中接觸反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2用KOH溶液吸收，因此，微生物的耗氧將使反應(yīng)瓶中

22、氧的分壓降低，測(cè)定氧分壓的變化，即可推算出消耗的氧量。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.瓦呼儀一臺(tái)；2.離心機(jī)一臺(tái)；3.活性污泥培養(yǎng)及馴化裝置一套；4.測(cè)酚裝置一套。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.活性污泥的培養(yǎng)、馴化及預(yù)處理(1) 取已建污水活性污泥或帶菌土壤為菌種，在間竭式培養(yǎng)瓶中以含酚合成廢水為營(yíng)養(yǎng)、曝氣或攪拌，以培養(yǎng)活性污泥。(2) 每天停止曝氣一小時(shí)，沉淀后去除上清液，加入新鮮含酚合成為水，并逐步提高酚的濃度。達(dá)到馴化活性污泥的目的。(3) 當(dāng)活性污泥數(shù)量足夠，且對(duì)酚具有相當(dāng)去除能力后，即認(rèn)為活性污泥的培養(yǎng)和馴化已告完成。停止投加營(yíng)養(yǎng)，空曝24小時(shí)，使活性污泥處于內(nèi)源呼吸階段。(4) 取上述活性污泥在3000rpm的

23、離心機(jī)上離心十分鐘，傾去上清液，加入蒸餾水洗滌，在電磁攪拌器上攪拌均勻后再離心，反復(fù)三次，用pH=7的磷酸鹽緩沖液稀釋，配制成所需濃度的活性污泥懸濁液。因需時(shí)間較長(zhǎng)，此步驟由教師進(jìn)行。2.含酚合成廢水的配制按下表配制五種含酚濃度不同的合成廢水（單位為mg/L）：苯酚751504507501500硫酸銨2244130217435K2HPO45103051102NaHCO3751504507501500FeCl310101010103.取清潔干燥的反應(yīng)瓶及測(cè)壓管14套，測(cè)壓管中裝好Brodie溶液備用，反應(yīng)瓶按下表加入各種溶液。反應(yīng)瓶編號(hào)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)液體體積(ml)中央小杯中10% KOH溶液體積(m

24、l)液體總體積(ml)備注蒸餾水活性污泥懸浮液75mg/L的含酚廢水150mg/L的含酚廢水450mg/L的含酚廢水750mg/L的含酚廢水1500mg/L的含酚廢水1、230.23.2溫度壓力對(duì)照3、4210.23.2內(nèi)源呼吸5、6120.23.27、8120.23.29、10120.23.211、121220.23.213、1412220.23.2在試驗(yàn)過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：(1) 應(yīng)先向中央小杯加入10%KOH溶液，并將折成皺折狀的濾紙放在杯口，以擴(kuò)大對(duì)CO2的吸收面積，但不得使KOH溢出中央小杯之外。(2) 加入活性污泥懸浮液及合成廢水的動(dòng)作盡可能迅速，使各反應(yīng)瓶開始反應(yīng)的時(shí)間不致相差

25、太多。4.在測(cè)壓管磨砂接頭上涂上羊毛脂，塞入反應(yīng)瓶瓶口，以牛皮筋拉緊使之密封，然后放入瓦呼儀的恒溫水槽中(水溫預(yù)先調(diào)好至20)使測(cè)壓管閉管與大氣相通，振搖5分鐘，使之反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度與水浴一致。5.調(diào)節(jié)各測(cè)壓管閉管中檢壓液的液面至刻度150mm處然后迅速關(guān)閉各管頂部的三通，使之與大氣隔斷，記錄各測(cè)壓管中檢壓液液面讀數(shù)(此值應(yīng)在150mm附近)，再開啟瓦呼儀振搖開關(guān)，此時(shí)刻為呼吸耗氧試驗(yàn)的開始時(shí)刻。6.在開始試驗(yàn)后的0，0.25，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0小時(shí)，關(guān)閉援搖開關(guān)，調(diào)整各測(cè)壓管閉管液面至150mm處，并記錄開管液面讀數(shù)，按下表記錄。注意：讀數(shù)及記錄操作應(yīng)盡可能迅速，作為

26、溫度及壓力對(duì)照的1，2兩瓶應(yīng)分別在第一個(gè)及最后一個(gè)讀數(shù)，以修正操作時(shí)間的影響(即從測(cè)壓管2開始讀數(shù)，然后3，4，5最后是測(cè)壓管1)。讀數(shù)、記錄全部操作完成后即迅速工啟振搖開關(guān)，使試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，待測(cè)壓管讀數(shù)降至50mm以下時(shí)，需開啟閉管頂部三通放氣。再將閉管液位調(diào)至150mm。并記錄此時(shí)開管液位高度。7.停止試驗(yàn)后，取下反應(yīng)瓶及測(cè)壓管，擦凈瓶口及磨塞上的羊毛脂，倒去反應(yīng)瓶中液體，用清水沖洗后置于肥皂水中浸泡，再用清水沖洗后以洗液浸泡過夜，洗凈后置于55烘箱內(nèi)烘干后待用。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算與分析1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)中記錄下的測(cè)壓管讀數(shù)(液面高度)計(jì)算耗氧量。主要計(jì)算公式為： （1）式中：各測(cè)壓管計(jì)算的Br

27、odie溶液液面高度變化值mm溫度壓力對(duì)照管中Brodie溶液液面高度變化值mm各測(cè)壓管實(shí)驗(yàn)的Brodie溶液液面高度變化值mm （2）式中：各反應(yīng)瓶不同時(shí)間的耗氧量分別以微升及微克表示。Ki各反應(yīng)瓶的體積常數(shù)，由教師事先測(cè)得。測(cè)定及計(jì)算方法從略。1.429氧的容重克/升 （3）式中：Gi各反應(yīng)瓶不同時(shí)刻單位重量活性污泥的耗氧量mg/g Xi見前。 Si各反應(yīng)瓶中的活性污泥重量 mg2.上述計(jì)算宜列表進(jìn)行。3.以時(shí)間為橫坐標(biāo)，Gi為縱坐標(biāo)，繪制內(nèi)源呼吸線及不同含酚濃度合成廢水的生化呼吸線，進(jìn)行比較分析含酚濃度對(duì)生化呼吸過程的影響及生化處理可允許的含酚濃度。六、思考題1.你認(rèn)為利用瓦呼儀測(cè)定廢水

28、可生化性是否可靠?有何局限性?2.你在試驗(yàn)過程中曾發(fā)現(xiàn)那些異?，F(xiàn)象?試分析其原因及解決辦法。3.了解其他鑒定可生化性的方法。實(shí)驗(yàn)六 厭氧污泥活性的測(cè)試 厭氧污泥的活性，實(shí)際上是指單位質(zhì)量的厭氧污泥（以VSS計(jì)）在單位時(shí)間內(nèi)最多能產(chǎn)生的甲烷量，或者，是指單位質(zhì)量的厭氧污泥（以VSS計(jì)）在單位時(shí)間內(nèi)最多能去除的有機(jī)物（以COD計(jì)）。因此，厭氧污泥活性一般可以用兩個(gè)參數(shù)測(cè)量，即最大比產(chǎn)甲烷速率和最大比COD去除率。二者的定義分別如下：最大比產(chǎn)甲烷速率（）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的厭氧污泥在單位時(shí)間內(nèi)的最大產(chǎn)甲烷量（mlCH4/gVSS.d）；最大比COD去除速率（Umax.COD）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的厭氧污泥在單位時(shí)間內(nèi)

29、的最大的COD降解量（gCOD/gVSS.d）。一、實(shí)驗(yàn)原理厭氧生物處理過程中的有機(jī)物降解速率或甲烷生成速率可用第五章中提出的相似的Monod公式來描述，即： （1）式中：S基質(zhì)濃度（gCOD或BOD/L）；t 時(shí)間（d）；Umax 最大比基質(zhì)降解速度（d-1）；X 微生物或污泥濃度（gVSS/L）；Ks 飽和常數(shù)。 （2）式中：VCH4間歇反應(yīng)開始后的積累甲烷產(chǎn)量（ml）；Yg 基質(zhì)的甲烷轉(zhuǎn)化系數(shù)（mlCH4/gCOD）；Vr 間歇反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)容積（L）。由（1）、（2）式得： （3）因?yàn)閰捬跫?xì)菌的世代周期一般相對(duì)很長(zhǎng)，合成量相對(duì)較少，在短期內(nèi)（12天內(nèi)）可以認(rèn)為厭氧微生物的生物量不會(huì)發(fā)生

30、變化，即上式中的X可以認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)；同時(shí)，由于在反應(yīng)初期基質(zhì)濃度很高，即可以認(rèn)為S>>Ks，此時(shí)式（3）就可以簡(jiǎn)化為： （4）或： （5）其中的就是上面提到的厭氧污泥的最大比產(chǎn)甲烷速率。從式（5）可以知道，我們只要能夠通過試驗(yàn)求得某種污泥的產(chǎn)甲烷速率，就可以得到該種污泥的最大比產(chǎn)甲烷速率，即其活性。從可以進(jìn)一步推算出衡量厭氧污泥活性的另一個(gè)指標(biāo)最大比COD去除速率（Umax.COD），一般可以有下面的兩種方法：第一，先求出COD對(duì)CH4的轉(zhuǎn)化系數(shù)Yg，再由Yg和計(jì)算Umax.COD，即： （6）則： （7）上兩式中：間歇培養(yǎng)結(jié)束時(shí)的累積甲烷產(chǎn)量（ml）；培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)初始COD濃度（g

31、/L）；標(biāo)志絕對(duì)溫度（273K）；測(cè)試時(shí)室溫絕對(duì)溫度（K）第二，假定在厭氧條件下，約有15%的有機(jī)物會(huì)被用于合成菌體細(xì)胞，剩下的有機(jī)物則被轉(zhuǎn)化為甲烷，又根據(jù)1gCOD在厭氧條件下完全分解理論上能產(chǎn)生350mlCH4，由此得出最大比COD去除速率和最大比產(chǎn)甲烷速率之間的關(guān)系如下： （8）二、測(cè)試裝置及方法（一）測(cè)試裝置厭氧污泥活性的測(cè)試可以采用如下的間歇試驗(yàn)的方法，其裝置如下圖所示。史氏發(fā)酵管恒溫水浴槽錐形瓶厭氧污泥活性測(cè)試的間歇試驗(yàn)裝置圖如圖所示，裝有一定量受試厭氧污泥的100ml錐形反應(yīng)瓶被放置在可以控溫的恒溫水浴槽內(nèi)，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)還裝有被調(diào)整到一定濃度的受試的有機(jī)物溶液或某種有機(jī)廢水，反應(yīng)瓶用

32、橡膠塞密封并通過細(xì)小的乳膠管與25ml史氏發(fā)酵管相連，可以保證反應(yīng)瓶?jī)?nèi)所產(chǎn)生的沼氣能夠以小氣泡的形式進(jìn)入史氏發(fā)酵管內(nèi)，并在通過濃度為2N的NaOH的NaCl飽和溶液的過程中，沼氣中的CO2、H2S等酸性氣體可以被堿液吸收，而余下的、被計(jì)量的氣體可認(rèn)為是完全是甲烷氣體。（二）試驗(yàn)條件 （1）溫度：溫度對(duì)污泥活性有很大的影響，一般選取中溫（351°C）或常溫（20251°C）進(jìn)行測(cè)試，也可以根據(jù)需要選擇其它溫度；（2）pH值：由于一般認(rèn)為產(chǎn)甲烷細(xì)菌的最佳pH值是在6.87.2的范圍內(nèi)，而對(duì)于普通的厭氧污泥，其pH值范圍可以放寬到6.57.5的范圍，因此，在厭氧污泥活性的測(cè)試試驗(yàn)

33、中一般通過在反應(yīng)瓶中加入NaHCO3將其pH值調(diào)節(jié)到7.0左右；（3）基質(zhì)濃度及污泥濃度：基質(zhì)濃度一般設(shè)定為5000mgCOD/L，而污泥濃度取37gVSS/L，保證二者的比值約為0.71.6，基質(zhì)中還必須加入適量的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素，必要時(shí)還需要加入微量金屬元素和酵母浸出膏或某些特殊的維生素等，在稀釋時(shí)應(yīng)該用去氧水進(jìn)行稀釋。（三）測(cè)試步驟 （1）首先在錐形瓶容積為100ml處作好標(biāo)記，再加入濃度為10000mgCOD/L的營(yíng)養(yǎng)母液50ml，再加入一定量的受試厭氧污泥（保持COD/VSS = 0.71.6），并用去氧水稀釋至100ml； （2）把恒溫水浴槽調(diào)至所需要的反應(yīng)溫度，將錐形瓶、橡膠管、

34、史氏發(fā)酵管等連接好，并利用N2將錐形瓶上部的空氣驅(qū)除； （3）將錐形瓶搖勻并放置在水浴槽內(nèi)開始試驗(yàn)，一般每小時(shí)讀取史氏發(fā)酵管內(nèi)的產(chǎn)甲烷氣體量一次，每次讀數(shù)后都需要再次將錐形瓶輕輕搖動(dòng)以使基質(zhì)與污泥充分接觸以及基質(zhì)濃度分布均勻，一般整個(gè)反應(yīng)過程共需要約10h，但對(duì)于活性較低的污泥可能需要的時(shí)間更長(zhǎng)； （4）當(dāng)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的污泥不再大量產(chǎn)氣后，即可認(rèn)為反應(yīng)基本結(jié)束，此時(shí)，需要將錐形瓶?jī)?nèi)的混合液進(jìn)行離心分離（或過濾）后測(cè)量其VSS量；（5）進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，計(jì)算出及Umax.COD。（6）一般要求每個(gè)試驗(yàn)需有23個(gè)平行樣，以保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。（四）、測(cè)試數(shù)據(jù)的處理 由于間歇反應(yīng)開始啟動(dòng)，培養(yǎng)瓶的氣室內(nèi)存

35、在著空氣（或氮?dú)猓?huì)使反應(yīng)初期用堿液吸收計(jì)量出的甲烷產(chǎn)量讀數(shù)偏高，引起誤差，反應(yīng)初期進(jìn)入史氏發(fā)酵管的沼氣中的空氣體積分?jǐn)?shù)可用下式表示： （9）式中：Ea培養(yǎng)瓶的出氣中，空氣（或N2）的體積分?jǐn)?shù)； Vg(t)反應(yīng)開始后到t時(shí)的累計(jì)出氣量（ml）； Va培養(yǎng)瓶中氣室的容積（ml）。 由（9）式計(jì)算可知，當(dāng)為3.5時(shí)，Ea為0.03，即當(dāng)累計(jì)出氣量為氣室容積的3.5倍時(shí)，進(jìn)入史氏發(fā)酵管的氣體中的空氣（或N2）含量只占3%，此時(shí)可以認(rèn)為氣室內(nèi)的空氣（或N2）已基本排完。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，取史氏發(fā)酵管計(jì)量的產(chǎn)氣量達(dá)氣室容積3.5倍以后的數(shù)據(jù)作為求的計(jì)算數(shù)值，便可消除空氣（或N2）的影響。（五）與Umax.CO

36、D的計(jì)算040801201602000481216202428反應(yīng)時(shí)間（h)累積甲烷產(chǎn)量(ml)直線段3.5倍Va斜率厭氧污泥活性測(cè)試試驗(yàn)中累積產(chǎn)甲烷量隨時(shí)間的變化曲線將厭氧污泥和底物放入培養(yǎng)瓶后，經(jīng)過一定時(shí)間的培養(yǎng)，可得如下圖所示的累計(jì)甲烷產(chǎn)量（）曲線。一般情況下，在反應(yīng)的初期，由于反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的底物濃度相對(duì)較高，累積甲烷產(chǎn)量會(huì)以較為恒定的速度增加，即產(chǎn)甲烷過程呈零級(jí)反應(yīng)，如圖所示的線性增加的直線段；經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)后，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的基質(zhì)濃度由于不斷的被降解而迅速下降，使產(chǎn)甲烷過程不再呈零級(jí)反應(yīng)，在圖中表現(xiàn)為隨時(shí)間呈非線性變化。由于我們關(guān)心的只是最大比產(chǎn)甲烷速率，因此只需要采用一元線性回歸的方法求

37、出t曲線上的直線段的斜率K，再通過一些計(jì)算就可得到受試污泥在試驗(yàn)條件下的最大比產(chǎn)甲烷速率，還可以根據(jù)上述的公式（7）或公式（8）進(jìn)一步計(jì)算出其最大比COD去除速率Umax.COD。如前所述，應(yīng)取值為3.5Va以后的數(shù)據(jù)點(diǎn)作為直線段的起點(diǎn)求斜率K。因此，在試驗(yàn)過程中，可以不必測(cè)出整個(gè)累積曲線，而只需測(cè)出直線段即可，所以一般來說試驗(yàn)時(shí)間共需10h左右。計(jì)算中，一般可忽略試驗(yàn)環(huán)境的大氣壓與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓的偏差，并可忽略史氏發(fā)酵管集氣段氣壓與外界大氣壓的偏差（此偏差不超過1.2%）則可用下式近似計(jì)算： （10）式中：K累積甲烷產(chǎn)量時(shí)間曲線上直線段的斜率（ml CH4/h）。實(shí)驗(yàn)七 污泥過濾脫水一、

38、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過實(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/(cm2)，過濾面積F(cm2)，過濾時(shí)間t(s)成正比，而與過濾阻力R(cm·S2/ml)，濾液粘度(g/cm2·s)成反比。 (1)過濾阻力包括濾渣阻力Rc和過濾隔層阻力Rg構(gòu)成。而

39、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： (2)由于Rg比Rc相對(duì)說較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，姑且忽略不計(jì)。 (3)式中：?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(3)式可改寫為： (4)式中：污泥比阻，在CGS制中，其量綱為(s2/g)，在工程單位制中其量綱為(cm/g)。在定壓下，在積分界線由)到t及O到V內(nèi)對(duì)(4)式積分，可得： (5)式(5)說明在定壓下過濾，t/V與V成直線關(guān)系，其斜率為： (6) 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

40、定壓下(真空度保持不變)通過測(cè)定一系列的tV數(shù)據(jù)，用圖解法求得。C的求法：根據(jù)所設(shè)定義： 濾餅干重(g/ml)濾液 (7)式中：Q0：污泥量，ml；Qy：濾液量，ml;Cd:濾餅固體濃度，g/ml根據(jù)液體平衡，有下式成立：Q0=Qy+Qd根據(jù)固體平衡，有下式成立：Q0C0=QyCy+QdCd式中：C0：污泥固體濃度，g/mlCy：濾液固體濃度，g/mlQd：濾餅量，ml?？傻茫捍?7)式，簡(jiǎn)化后得： (8)上述求C值的方法，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)濾餅厚度是很困難的，且不易量準(zhǔn)，故改用測(cè)濾餅含水比的方法，求C值：濾餅干量(g/ml)濾液式中：C：100g污泥中的干污泥量

41、； C：100g濾餅中的干污泥量。例如污泥含水比97.7%，濾餅含水率為80%一般認(rèn)為比阻在1091010S2/g的污泥算作難過濾的污泥，比阻在(0.50.9)×109S2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4×109S2/g的污泥容易過濾。投加混凝劑可以改善污泥的脫水性能，使污泥的比阻減小。對(duì)于無機(jī)混凝劑如FeCl3·Al2(SO4)3等投加量，一般為污泥干重的510%高分子混凝劑如聚丙烯酰胺，堿式氯化鋁等，投加量一般為干污泥重的1%”三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 污泥比阻測(cè)試儀器一套以及相應(yīng)的污泥濃度測(cè)試儀器等。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)定污泥的含水率，求出其固體濃度C0；2.配制FeC

42、l3(10g/l)和Al2(SO4)3(10g/l)混凝劑；3.加入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%(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)真空壓力至實(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.間隔一定時(shí)間(開始過濾時(shí)可每隔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)

43、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)烘干稱重。10.稱重后的濾餅于105的烘柜內(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固體量C；12.另取加Al2(SO4)3混凝劑的污泥(每組的加量與FeCl3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)。試驗(yàn)過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1.污泥中加混凝劑后應(yīng)充分混合；2.在整個(gè)過濾過程中，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)：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t/V為縱坐標(biāo)，V

44、為橫坐標(biāo)作圖，求b。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(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)行分析討論實(shí)驗(yàn)八臭氧脫色一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解臭氧制備的工藝流程及裝置；2.測(cè)定染色廢水用臭氧脫色的效果；3.考察水力停留時(shí)間（HRT）、臭氧投加量對(duì)脫色效果的影響；4.掌握臭氧發(fā)生器的操作方法和臭氧用于水處理的實(shí)驗(yàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)裝置1.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：包括制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器、臭氧投配氣水接觸三部分。實(shí)驗(yàn)流程如圖一所示。1制氧機(jī)；2臭氧發(fā)生器；3反應(yīng)柱；4原水箱；5水泵6液體流量計(jì)；7鈦板；8尾氣吸收瓶；9測(cè)量瓶；10煤氣表11

45、冷卻水進(jìn)口；12泄水閥；13出水取樣口；14原水取樣口圖一臭氧脫色實(shí)驗(yàn)流程圖2.流程說明：i. 制氧機(jī)：作為產(chǎn)生臭氧的氣源。ii. 臭氧發(fā)生器：其原理及構(gòu)造見教材。實(shí)驗(yàn)裝置為單管（也可用多管或其他形式）發(fā)生器。iii. 接觸反應(yīng)柱：供臭氧與水接觸反應(yīng)用（氣液逆向接觸）。柱外境d=60毫米，內(nèi)徑d內(nèi)=50毫米，柱高h(yuǎn)=2米。布?xì)獍鍨槲⒖讛U(kuò)散板（材料為金屬鈦，孔徑1520微米），使氣泡小而分散。iv. 水箱及水泵，提供實(shí)驗(yàn)水樣。3、 儀器設(shè)備i. 在臭氧發(fā)生器上除有測(cè)定進(jìn)氣的流量計(jì)及壓力表外，還有供臭氧發(fā)生器的電源控制用的變頻變壓器。ii. 為了控制臭氧的濃度和產(chǎn)量，設(shè)有測(cè)定臭氧濃度的吸收和滴定裝

46、置（即吸收瓶、煤氣表和化學(xué)滴定儀器或臭氧濃度測(cè)定儀）。iii. 在接觸反應(yīng)柱設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)，以及測(cè)定進(jìn)氣和尾氣中臭氧濃度的裝置，以了解臭氧的投加量和利用率。iv. 尾氣用KI（或Na2S2O3）進(jìn)行吸收，以防止污染。三、實(shí)驗(yàn)水樣可用生產(chǎn)裝置的原水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可用染料廢水與自來水配制成一種或多種不同色度的水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.熟悉裝置流程、儀器設(shè)備和管路系統(tǒng)，并檢查連接是否完好。2.開啟電源，開啟制氧機(jī)開關(guān)，將制氧機(jī)出口氣體流量為 L/min，此時(shí)出口壓力為 MPa。3.通臭氧發(fā)生器的冷卻用水。4.水保護(hù)和氣體保護(hù)警示燈熄滅后，開啟臭氧發(fā)生器啟動(dòng)開關(guān)。5.將變頻變壓器分別調(diào)到50V、7

47、5V、100V、125V、150V和175V，測(cè)定臭氧濃度，并繪出電壓與臭氧濃度關(guān)系曲線。6.將配好的水樣用水泵打入水箱并進(jìn)入反應(yīng)柱內(nèi)，打開反應(yīng)柱的排水閥門，使柱內(nèi)維持 m水柱高度，控制流量在 L/h，即停留時(shí)間為 min。7.調(diào)節(jié)變頻變壓器，穩(wěn)定后使接觸反應(yīng)柱內(nèi)脫色高度約為水柱高度的一半。此時(shí)變頻變壓器電壓為 V，計(jì)算臭氧濃度為 mg/L，臭氧投加量為 mgO3/L水，并測(cè)定進(jìn)水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。8.維持氣體流量和臭氧投加量不變，改變（增加和減少各一次）停留時(shí)間到 min，此時(shí)進(jìn)水流量為 L/h，計(jì)算臭氧濃度為 mg/L，計(jì)算變頻電壓器電壓為 V，觀察脫色效果并并測(cè)定進(jìn)

48、水和出水色度、進(jìn)柱臭氧和柱頂尾氣臭氧濃度。9.實(shí)驗(yàn)完畢后，首先停發(fā)生器的電源（先降壓、再停電），然后停冷卻水，最后再停氣源，并關(guān)閉有關(guān)閥門。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.畫出實(shí)驗(yàn)裝置流程圖，填好實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄表。2.綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，整理實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄，對(duì)水處理效果從水深、接觸時(shí)間、投加量、臭氧濃度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提出最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。3.提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)意見、建議。六、實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄參考格式染色廢水臭氧脫色實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄及匯總表反應(yīng)柱內(nèi)徑D=50mm水樣編號(hào)染料品種或名稱柱內(nèi)水深（m）接觸時(shí)間（min）進(jìn)水流量（L/h）進(jìn)氣流量（L/h）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)QN流量計(jì)表示Q表臭氧投加量（mg/L水）計(jì)算投加實(shí)際投加脫色消耗變頻電壓器電壓（V）臭氧濃度

49、（mg/L）計(jì)算濃度實(shí)測(cè)濃度尾氣濃度水質(zhì)紀(jì)錄（mg/L）進(jìn)水濃度出水濃度去除率（%）臭氧利用率（%）七、注意事項(xiàng)做本實(shí)驗(yàn)，首先要注意安全，尤其高壓電800020000V很危險(xiǎn)。要防止臭氧污染。而且本實(shí)驗(yàn)使用的設(shè)備裝置很多。因此必須做到：1.實(shí)驗(yàn)前熟悉講義內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)裝置，不清楚時(shí)，不許亂動(dòng)。2.通電后，制氧機(jī)和臭氧發(fā)生器后蓋不準(zhǔn)打開。3.尾氣需用KI（或Na2S2O3）進(jìn)行吸收。若泄漏的臭氧濃度過高，要停機(jī)檢查，防止對(duì)人體產(chǎn)生危害。4.實(shí)驗(yàn)過程中各崗位的人不許離開，密切配合，并隨時(shí)注意各處運(yùn)行情況。若有某處發(fā)生問題，不要慌亂，首先停發(fā)生器的電源，然后再做其他處理。附 錄一、臭氧濃度的測(cè)定和計(jì)算1、 方法原理：一般采用化學(xué)碘量法。利用臭氧與碘化鉀的氧化還原反應(yīng)，置換出與臭氧等當(dāng)量的碘。再用硫代硫酸