水污染控制工程實驗指導(dǎo)書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上水污染控制工程實驗指導(dǎo)書 單 位： 地理與環(huán)境學(xué)院 適用專業(yè)： 環(huán)境工程 指導(dǎo)教師： XXX 目 錄實驗一 顆粒自由沉淀實驗 2實驗二 水污染處理設(shè)備及工藝演示實驗 3 實驗三 混凝實驗 4實驗四 活性污泥性質(zhì)的測定6 實驗五 水中氨氮的測定驗7 實驗六 離子交換實驗9實驗七 加壓溶氣氣浮實驗 10實驗八 曝氣設(shè)備充氧能力的測定實驗 11實驗一 顆粒自由沉淀實驗 一、實驗?zāi)康?加深對自由沉淀、基本概念以及沉淀規(guī)律的理解。掌握顆粒自由沉淀實驗的方法，并能對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、計算和繪制顆粒自由沉淀曲線。 二、實驗原理 沉淀是指從液體中借重力作用去除固體顆粒的一種過程

2、。根據(jù)液體中固體物質(zhì)的濃度和性質(zhì)，可將沉淀過程分為自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀等四類。當(dāng)廢水中的懸浮物濃度不高時，在靜沉過程中顆粒之間互不干擾、碰撞，呈單顆粒狀態(tài)下沉，這種沉淀屬于自由沉淀。 自由沉淀時顆粒是等速下沉，下沉速度與沉淀的高度無關(guān)，因而自由沉淀可在一般的沉淀柱內(nèi)進(jìn)行。為使沉淀顆粒不受器壁的干擾，沉淀柱的直徑一般應(yīng)不小于100mm。 如果沉淀柱的有效水深為H，如圖1-1所示，通過不同的沉淀時間t，可求得不同的沉速u，u=H/t。如沉淀時間為t，相應(yīng)的沉速為u0，則顆粒的去除率由兩部分構(gòu)成：沉速uu0顆粒能全部去除，去除率為E1；所有沉速小于u0的顆粒能部分去除，去除率為E2

3、，則E=E1+E2。設(shè)所有沉速小于u0的顆粒占總顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)為P0，其中某一種沉速為ui的顆粒的去除百分?jǐn)?shù)為ux/u0，則所有沉速小于u0的顆粒ui的去除百分?jǐn)?shù)即E2= ò沉速uu0顆粒所占的百分?jǐn)?shù)為1P0，E1=1P0，則總?cè)コ剩旱了傩∮趗0的顆粒占總顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)P0不易統(tǒng)計，故E2較難計算。實驗中可按以下方法進(jìn)行去除率的計算。 經(jīng)研究，可以從有效水深內(nèi)的上、中、下部取相同數(shù)量的水樣混勻后求出有效水深內(nèi)（污泥層以上）的平均懸浮物濃度。或者，為了簡化，可以假定懸浮物濃度沿深度呈直線變化，這樣，將取樣口設(shè)在沉淀柱中部0.5H處，則該處水樣的懸浮物濃度可近似地代表整個有效水深內(nèi)的

4、平均濃度，據(jù)此計算出沉淀時間為t時的沉淀效率。在不同的沉淀時間t1、t2、分別從中部取樣，測出其懸浮物濃度C1、C2，并量出水深的變化H、H1（如沉淀柱直徑足夠大，則水深變化可忽略不計），可計算出u1、u2、（等于H/t1、H1/t2），根據(jù)所測數(shù)據(jù)可繪制出時間沉淀效率（tE）曲線、顆粒沉速沉淀效率（uE）曲線。 三、實驗設(shè)備及儀器 1. 沉淀實驗筒：直徑100mm，工作有效水深(由溢出口下緣到筒底的距離)1800mm。 2. 濁度儀； 3. 秒表。 四、實驗材料 高嶺粘土配水。 五、實驗步驟 1、稱取一定量的高嶺土，加入沉淀實驗筒中，高嶺土配制濃度為100mg/L； 2、充氣攪拌約5min，

5、使水樣中懸浮物分布均勻； 3、 靜置觀察沉淀現(xiàn)象； 4、 分別在沉降0、10、20、30、45、60、90min后，從實驗筒中部H/2取樣口取樣，每次約100mL左右(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； 5、 測定水樣中懸浮物濃度，以mg/L計。測定每一沉淀時間的水樣的懸浮物濃度方法如下：首先調(diào)烘箱至105±1，疊好濾紙放入稱量瓶，打開蓋子，將其放入105烘箱中至恒重，稱取重量，然后將恒重好的濾紙取出放在玻璃漏斗中，過濾水樣，并用蒸餾水沖凈，使濾紙上得到全部懸浮性固體。最后將帶有濾渣的濾紙移入稱量瓶中，稱其懸浮物的重量（還要重復(fù)烘干至恒重的過程） 6、

6、計算不同沉淀時間t時水樣中的懸浮物濃度C、沉淀效率E以及相應(yīng)的顆粒沉降速度u，畫出Et和Eu的關(guān)系曲線。 六、實驗數(shù)據(jù)記錄與分析 1填寫實驗記錄表1-1 七、思考題 1. 簡述靜置沉降實驗的意義。 2. 簡述活性污泥處理系統(tǒng)中初沉池、二沉池、污泥濃縮池的作用和停留時間。實驗二 水污染處理設(shè)備及工藝演示實驗 一、實驗?zāi)康?1、通過對各種水處理模型的觀察，加深對給水、排水工藝中各種處理構(gòu)筑物的認(rèn)識； 2、通過對各種水處理模型模擬運(yùn)行情況的觀察，加深對各種水處理工藝及設(shè)備、構(gòu)筑物運(yùn)行情況的學(xué)習(xí)。 二、實驗原理 1、模擬濾池實際運(yùn)行情況； 2、模擬沉淀池實際運(yùn)行情況； 3、模擬氣浮池實際運(yùn)行情況。 三

7、、實驗裝置及儀器 1、濾池模型 3套 2、沉淀池模型 2套 3、氣浮池模型 1套 四、實驗步驟 1、觀察各類模型的結(jié)構(gòu)及工藝特征； 2、實際運(yùn)行各類模型，連續(xù)進(jìn)出水，觀察其運(yùn)行情況及工作原理。 五、實驗結(jié)果與分析 1、任選兩種水處理模型，繪制模型工藝詳圖； 2、用文字描述所繪兩種水處理模型的工作、運(yùn)行情況； 3、對比模型與相關(guān)教材中所述的實際構(gòu)筑物的異同點。 實驗三 混凝實驗 一、實驗?zāi)康?1、通過實驗觀察混凝現(xiàn)象，加深對混凝理論的理解； 2、學(xué)會選擇和確定最佳混凝工藝條件的基本方法； 3、測定計算反應(yīng)過程的G值和GT值，是否在適宜的范圍內(nèi)。 二、實驗內(nèi)容 （1）最佳投藥量的確定；（2）最佳p

8、H的確定。 三、實驗儀器、設(shè)備及材料 1 無級調(diào)速六聯(lián)攪拌機(jī)1臺。 2 PH酸度劑1臺。 3 光電濁度計1臺。 4 溫度計1支，秒表1塊。 5 1000ml燒杯6個。 6 1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支。 7 200ml燒杯1個，吸耳球等。 8 1%FeCl3溶液500 ml。 9 實驗用原水。 10 注射針筒。 11 鹽酸10%，NaOH溶液10%溶液500 ml各1瓶。 四、實驗原理 天然水體中膠體顆粒，是使水產(chǎn)生渾濁的一個重要原因，膠體顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹サ摹Ｒ驗樗心z體顆粒微小、主要是帶負(fù)電的粘土顆粒，膠粒間存在著靜電斥力、膠粒的布朗運(yùn)動、膠粒表面的水化作用，使膠粒具

9、有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大。因此可在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，并提供膠粒碰撞的動能，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。 投加混凝劑的多少，直接影響混凝效果。投加量不足不可能有很好的混凝效果。同樣，如果投加的混凝劑過多也未必能得到好的混凝效果。水質(zhì)是千變?nèi)f化的，最佳的投藥量各不相同，必須通過實驗方可確定。 12 在水中投加混凝劑如A12(S04)3、FeCl3后，生成的A1()Fe()化合物對膠體的脫穩(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

10、分子物質(zhì)存在，絮凝作用較差。如果pH值過高(大于9-10)，它們就會出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，生成帶負(fù)電荷的絡(luò)合離子，也不能極好發(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，水流速度梯度G值的大小起著主要的作用。 五、實驗步驟 1、最佳投藥量實驗步驟 (1) 測定原水的濁度、PH值和水溫。 (2) 確定形成礬花所用的最小混凝劑量。方法是通過慢速攪拌燒杯中200mI原水，并每次增 加0.5ml混凝劑投加量，直至出現(xiàn)礬花為止。這時的混凝劑量作為形成礬花的最小投加量。 (3) 確定實驗時的混凝劑投加量根據(jù)步驟3得出的形成礬花最小混凝劑投加量，取其1/4 作為1號燒杯的混凝

11、劑投加量，取其2倍作為6號燒杯的混凝劑投加量，用依次增加混凝劑投加量相等的方法求出2-6號燒杯混凝劑投加量、把混凝劑分別加入1-6號燒杯中。 (4) 啟動攪拌機(jī)、快速攪拌半分鐘、轉(zhuǎn)速約300r/min,中速攪拌5分鐘，轉(zhuǎn)速約100r/min；慢 速攪拌10分鐘、轉(zhuǎn)速約50r/min (5) 關(guān)閉攪拌機(jī)、靜止沉淀l0分鐘，用50m1注射針簡抽出燒杯中的上清液(共抽三次約放 入200mI燒杯，立即用濁度儀測定濁度) 2 2、最佳pH值實驗步驟 (1) 取6個1000m1燒杯分別注入1000ml原水，置于實驗攪拌機(jī)平臺上。 (2) 確定原水特征，測定原水渾濁度、pH值、溫度。本實驗所用原水和最佳投藥

12、量實驗相 同(3) 調(diào)整原水pH值：用移液計依次向1號、2號、3號、4號裝有水樣的燒杯中分別加入2.5、 1.5、1.2、0.7m1 10濃度的鹽酸。向6號裝有水樣的燒杯中分別加入0.2m1 10濃度的氫氧比鈉。 (4) 啟動攪拌機(jī)，快速攪拌半分鐘，轉(zhuǎn)速約300r/min,隨后從各燒杯中分別取出50m1水樣放入三角燒杯、用pH僅測定各水樣pH值。 (5) 用移液管向各燒杯中加入相同劑量的混凝劑。(投加劑量按照最佳投藥量實驗中得出的最 佳投藥量而確定)。 (6) 啟動攪拌機(jī)，快速攪拌半分鐘，轉(zhuǎn)速約300r/min，中速攪拌5分鐘，轉(zhuǎn)速約100r/min，慢速攪拌10分鐘，轉(zhuǎn)速約50r/min。

13、(7) 關(guān)閉攪拌機(jī)，靜置10分鐘，用50m1注射針筒抽出燒杯中的上清液(共抽三次約100m1) 放入200m1燒杯中，立即用濁度儀測定濁度。 六、實驗結(jié)果分析繪制圖1（混凝劑加藥量為橫坐標(biāo)，沉淀水濁度為縱坐標(biāo)）和圖2（水樣pH為橫坐標(biāo)，沉淀水濁度為縱坐標(biāo)）。討論實驗指導(dǎo)書中提出的思考題，寫出心得與體會。 表3-1 最佳投藥量實驗記錄 七、實驗注意事項 1在最佳投藥量、最佳pH值實驗中，向各燒杯投加藥劑時希望同時投加避免因時間間隔較長各水樣加藥后反應(yīng)時間長短相差太大，混凝效果懸殊。 2在最佳pH實驗中，用來測定pH的水樣，仍倒入原燒杯中。 3在測定水的濁度、用注射針筒抽吸上清液時，不要擾動底部沉

14、淀物。 八、 思考題 1、混凝對水力條件有何要求？ 2、 簡述混凝機(jī)理。 3、簡述高分子混凝劑的作用。 4、為什么最大加藥量時，混凝效果并不是最好？過量的混凝劑可以使混凝效果更好嗎？表3-2 最佳pH值實驗記錄實驗四 活性污泥性質(zhì)的測定 活性污泥是活性污泥法中最重要的組成部分之一，活性污泥的質(zhì)量直接影響處理效果。故活性污泥的一些性質(zhì)是要經(jīng)常進(jìn)行測定的。同時，通過活性污泥的某些性質(zhì)的變化可以指導(dǎo)活性污泥法的運(yùn)行。 一、實驗?zāi)康?1、加深對活性污泥的理解。 2、掌握幾種污泥性質(zhì)的測定方法。 二、實驗原理 活性污泥是人工培養(yǎng)的生物絮凝體，它是由好氧和兼氧微生物及其吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的?；钚晕勰?/p>

15、具有吸附和分解廢水中有機(jī)物的能力，顯示出生物化學(xué)活性。在活性污泥法處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理中，除用顯微鏡觀察外，SV、MLSS、MLVSS、SVI等指標(biāo)是經(jīng)常要進(jìn)行測定的。這些指標(biāo)反映了污泥的活性，它們與剩余污泥排放量及處理效果等都有密切關(guān)系。 三、主要實驗設(shè)備及藥品 1. 高溫爐； 2. 過濾裝置； 3. 分析天平； 4. 100mL量筒、500mL燒杯、玻璃棒等若干個； 5. 烘箱 四. 實驗步驟 1污泥沉降比SV（%）：曝氣池中的混合液在沉降柱內(nèi)靜置30分鐘后所形成的沉淀污泥容積占原混合液容積的百分比，稱污泥沉降比。根據(jù)污泥沉降比可用于控制剩余污泥的排放，還可及早發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異?，F(xiàn)象。對于

16、城市污水，SV常在1530左右。實驗時取100mL混合液置于100mL量筒中，靜置30min后，觀察沉降的污泥占整個混合液的比例，記下結(jié)果（表6-1）。 2污泥濃度（MLSS）：又稱混合液懸浮固體濃度，即在單位容積混合液中所有活性污泥固體物質(zhì)的總質(zhì)量（干重）g/L或mg/L。 測定方法： （1）將濾紙放在105烘箱內(nèi)干燥至恒重，稱量并記錄（W1）（表4-1）。 （2）將測定沉降比的100mL量筒內(nèi)的污泥進(jìn)行過濾（用水沖凈量筒，并將沖洗水也倒入漏斗進(jìn)行過濾），將載有污泥的濾紙放入105烘箱內(nèi)烘干恒重，稱量并記錄（W2）。 （3）計算：污泥濃度MLSS（g/L）=（W2W1）×10。 3

17、污泥指數(shù)（SVI）：污泥指數(shù)全稱為“污泥容積指數(shù)”，指曝氣池混合液經(jīng)30min靜沉后，1g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容積。 計算式如下： SVI值反應(yīng)出活性污泥的凝聚沉淀性能，一般城市污水的SVI值介于50150之間。SVI值過低說明泥粒細(xì)小，無機(jī)物含量高，缺乏活性；SVI值過高，說明污泥沉降性能不好，可能已產(chǎn)生膨脹。不同廢水水質(zhì)SVI值不同，若廢水中溶解性有機(jī)物含量高，正常的SVI值可能偏高；若廢水中無機(jī)物含量高，正常的SVI值可能偏低。五. 實驗數(shù)據(jù)整理 表4-1 活性污泥性能測定表 六、思考題 1. 活性污泥去除有機(jī)物的過程大致分為哪兩個階段？每個階段有何特征？ 2. 活性污泥沉降性能

18、測定的意義是什么？ 3. 活性污泥微生物增長分為哪幾個階段？對指導(dǎo)活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行有何意義？實驗五 納氏試劑光度法測定氨氮 一、實驗?zāi)康?1 了解水中氨氮的測定意義。 2 掌握水中氨氮的測定方法和原理。 二、實驗原理 氮是蛋白質(zhì)、核酸、酶、維生素等有機(jī)物中的重要組分。純凈天然水體中的含氮物質(zhì)是很少的，水體中含氮物質(zhì)的主要來源是生活污水和某些工業(yè)廢水。當(dāng)含氮有機(jī)物進(jìn)入水體后，由于微生物和氧的作用，可以逐步分解或氧化為無機(jī)氨（NH3）、銨（NH4+）、亞硝酸鹽（NO2-）和最終產(chǎn)物（NO3-）。 氨和銨中的氮稱為氨氮（Ammonia nitrogen 簡稱NH3-N）。水中氨氮的含量在一定程度上

19、反映了含氮有機(jī)物的污染情況。在污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中，氨氮都是重要的監(jiān)測指標(biāo)。以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長420 nm處測量吸光度。干擾及消除 ： 脂肪胺、芳香胺、醛類、丙酮、醇類和有機(jī)氯胺類等有機(jī)化合物，以及鐵、錳、鎂和硫等無機(jī)離子，因產(chǎn)生異色或混濁而引起干擾，水中顏色或混濁亦影響比色。為此，須經(jīng)過絮凝沉淀過濾或蒸餾預(yù)處理，易揮發(fā)的還原性干擾物質(zhì)，還可在酸性條件下加熱以除去。對金屬離子的干擾，可加入適量的掩蔽劑加以消除。 本法最低檢出濃度為0.

20、025mg/L（光度法），測定上限為2 mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02 mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后，本法可適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中氨氮的測定。 三、儀器 與設(shè)備 1. 分光光度計 2. pH計。 3試劑配制試劑用水均應(yīng)為無氨水。 1）納氏試劑：可選擇下列一種方法制備。 稱取20g碘化鉀溶于約100ml水中，邊攪拌邊分次少量加入二氯化汞（HgCl2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分?jǐn)嚢?，?dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不易溶解時，停止滴加氯化汞溶液。 另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250ml，充分冷卻至室溫后，將

21、上述溶液在攪拌下，徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400ml，混勻。靜置過夜。將上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。 稱取16 g氫氧化鈉，溶于50ml水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g碘化鉀和10g碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用水稀釋至100ml，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。2）酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100ml 水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。 3）氨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100干燥過的優(yōu)級純氯化銨(NH4Cl) 溶于水中，移入1000 ml容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每

22、毫升含1.0mg氨氮。 4）按標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00ml銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500ml容量瓶中，用水 稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010 mg氨氮。 四、步驟 （1） 校準(zhǔn)曲線的繪制 吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50ml比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5ml納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測量吸光度。 由測得的吸光度，減去零濃度空白的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量對校正吸光度的校準(zhǔn)曲線。 （2） 水樣的測定 分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（

23、使氨氮含量不超過0.1mg），加入50ml比色管中，稀釋至標(biāo)線，加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液。以下同校準(zhǔn)曲線的繪制。 分取適量經(jīng)蒸餾處理后的餾出液，加入50ml比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線。加1.5ml納氏試劑，混勻。放置10min后，同校準(zhǔn)曲線步驟測量吸光度。 （3） 空白實驗 以無氨水代替水樣，做全程序空白實驗。 五、 計算 由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。 氨氮（N， mg/L）(m/v ) *1000 式中：m由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）; v水樣體積（ml）。 六、注意事項 納氏試劑碘化汞與碘化鉀的比例，

24、對顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。 濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實驗室空氣中氨的玷污。實驗六 離子交換軟化實驗 一、實驗?zāi)康?（1） 加深對離子交換樹脂交換容量的理解（2） 掌握測定離子交換樹脂交換容量的方法（3） 掌握離子交換柱的運(yùn)行過程 二、實驗原理 交換容量是交換樹脂最重要的性能，它定量地表示數(shù)值交換能力的大小，樹脂交換容量在理論上可以從樹脂單元結(jié)構(gòu)粗略地計算出來。三、儀器 與設(shè)備 儀器： 分析天平 烘箱 干燥器 250ml三角燒瓶(2個) 10ml移液管(2支) 堿式滴定管 離子交換軟化裝置 離子除鹽裝置 50ml量筒（2個） 燒杯

25、藥品：陽離子交換樹脂 1mol/LHCl(1000ml) 1mol/LNaOH(1000ml) 0.5mol/LNaCl(1000ml) 1%的酚酞乙醇四、步驟 1. 陽離子交換樹脂的預(yù)處理：取樣品約10g用1mol/L鹽酸及1mol/L NaOH輪流浸泡，即按酸-堿-酸-堿-酸的順序浸泡5次，每次2 h，浸泡體積約為樹脂體積的23倍，在酸堿互換時應(yīng)用200ml無離子水進(jìn)行洗滌，5次浸泡結(jié)束用無離子水洗滌至溶液呈中性。2. 測陽離子交換樹脂的交換樹脂固體含量（%）：稱取雙份1.0000 g的樣品，將其中一份放入1051100C的烘箱中約2h，烘干至恒重后放入氯化鈣干燥器中冷卻至室溫，稱重，記錄

26、干燥后的樹脂質(zhì)量 固體含量=干燥后的樹脂質(zhì)量 100/樣品質(zhì)量3. 陽離子交換樹脂交換容量的測定，將一份1.0000 g的樣品置于250mL的三角瓶中，投加0.5mol/LNaCl溶液搖動5min，放置2h后加入1%的酚酞指示劑3滴，用標(biāo)準(zhǔn)0.1000mol/LNaOH溶液進(jìn)行滴定，至呈微紅色15s不退，即為終點，記錄NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度及用量。 表6-1 陽離子交換樹脂交換容量測定記錄濕樹脂樣品質(zhì)量W/g干燥后的樹脂質(zhì)量W1/g樹脂固體含量%NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度NaOH標(biāo)液的用量V/mL交換容量（mmol/g）五、 計算 1. 根據(jù)實驗測定數(shù)據(jù)計算樹脂固體含量2. 根據(jù)實驗測

27、定數(shù)據(jù)計算樹脂交換容量六、思考題1.測定強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的交換容量為何用強(qiáng)堿液NaOH滴定？2.影響再生劑用量的因素有哪些，再生液的濃度過高或過低有何不利3.實驗中出水的硬度是多少？是否小于0.05mmol，影響出水硬度的因素有哪些？實驗七 加壓溶氣氣浮實驗一、 實驗?zāi)康?掌握氣浮靜水方法的原理。2了解氣浮工藝流程及運(yùn)行操作二、實驗原理氣浮法是固液或液液分離的一種方法。它是通過某種方式產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面，進(jìn)行固液或液液分離。氣浮法按水中氣泡產(chǎn)生的方法可分為布?xì)鈿飧》?、溶氣氣浮法和電解氣浮法?種

28、。由于布?xì)鈿飧》ㄒ话銡馀菡?jīng)較大，氣浮效果較差，而電解氣浮直徑雖不大但耗電較大，因此在目前應(yīng)用氣浮法的工程中，溶氣氣浮法最多。根據(jù)氣泡析出時所處壓力不同，溶氣氣浮又可分為：加壓溶氣氣浮和容器真空氣浮2種類型。前者，空氣在加壓條件下溶于水中，再使壓力降至常壓，把溶解的過飽和空氣以微氣泡的形式釋放出來；后置是空氣在常壓或加壓條件下溶入水中，而在負(fù)壓條件下析出。加壓溶氣氣浮是國內(nèi)外最常用的一種氣浮方法，是含乳化油廢水的處理不可缺少的工藝之一。加壓溶氣氣浮工藝由空氣飽和設(shè)備、空氣釋放設(shè)備和起伏池等組成。其基本工藝流程有全溶氣流程、部分溶氣流程和回流加壓溶氣流程3種，如圖422，圖423和圖424所示。

29、三、實驗材料及設(shè)備所需實驗材料及設(shè)備如下：（1）加壓溶氣氣浮池模型一套，見圖425；（2）空壓機(jī)；（3）加壓泵；（4）流量計；（5）止回閥、減壓閥；（6）水箱；（7）混凝劑；（8）分析廢水出水的各種儀器；（9）化學(xué)藥品。四、 實驗步驟具體實驗步驟如下；1首先檢查氣浮實驗裝置各部分是否正確連接。2往回流加壓水箱與其父池中注水，至有效水深的90%高度。3將含乳化油或其他懸浮物的廢水加到廢水配水相中，并投等混凝劑后攪拌混合，投加量為5060mg/L.4先開動空壓機(jī)加壓，必須加壓至3kg/cm2左右，最好不低于33kg/cm2。5開啟加壓水泵，此時加壓水量按24/min控制。6待氣罐中的水位升至一定高

30、度，緩慢地打開溶氣罐底部的閘閥，其流量與加壓水量相同，為24L/min左右。7經(jīng)加壓溶氣的水再氣浮池中釋放并形成大量微小氣泡時，再打開原廢水配水箱、廢水進(jìn)水量可按46L/min控制。8開啟空壓機(jī)加壓至3kg/cm2（并開啟加壓水泵）后，其空氣質(zhì)量可先按0.10.2L/min控制，但考慮到加壓溶氣罐及管道中難于避免的漏氣，其空氣量可按水面在容器罐內(nèi)的中間部位控制即可。多余的空氣可以通過其頂部的排氣閥排除。9出水可以排至下水道，也可回流至回流加壓水箱。10測定原廢水與處理水的水質(zhì)變化。也可以多次改變進(jìn)水量、空氣在溶氣罐內(nèi)的壓力、加壓水量等，測定分析原廢水與處理水的水質(zhì)。五、實驗結(jié)果及分析實驗結(jié)果及

31、分析的具體內(nèi)容應(yīng)包括：1、根據(jù)實驗設(shè)備尺寸與有效容積，以及水和空氣的流量，分別計算溶氣時間、氣浮時間、汽水比等參數(shù)。2、觀察實驗裝置運(yùn)行是否正常，氣浮池內(nèi)的氣泡是否很微小。若不正常，是什么原因？如何解決？3、計算不同運(yùn)行條件下，廢水中污染物（也可以用懸浮物來表示）的去除率，以其去除率為縱坐標(biāo)，以某一運(yùn)行參數(shù)（如溶氣罐的壓力、進(jìn)水流量及氣浮時間等）為橫坐標(biāo)，畫出污染物去除率與某運(yùn)行參數(shù)之間的定量關(guān)系曲線。實驗八 曝氣設(shè)備充氧能力的測定實驗一、 實驗?zāi)康幕钚晕勰喾ㄌ幚磉^程中曝氣設(shè)備的作用是使空氣、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，促使氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到活性污泥上

32、，保證微生物有足夠的氧對有機(jī)污染物進(jìn)行氧化降解。由于氧的供給是保證生化處理過程正常進(jìn)行的主要因素之一，因而需通過實驗測定氧的總傳遞系數(shù)KLa,評價曝氣設(shè)備的供氧能力和動力效率，為合理的選擇曝氣設(shè)備提供理論依據(jù)。通過本實驗希望達(dá)到以下目的：1、加深理解曝氣充氧機(jī)理及影響因素；2、掌握測定曝氣設(shè)備的氧總傳遞系數(shù)和充氧能力的方法；3、了解各種測試方法和數(shù)據(jù)整理的方法。二、實驗原理所謂曝氣就是人為的通過一些設(shè)備，加速向水中傳遞氧的一種過程?，F(xiàn)行通過曝氣方法主要有三種，即鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣、鼓風(fēng)機(jī)械曝氣。鼓風(fēng)曝氣是將由鼓風(fēng)機(jī)送出的壓縮空氣通過管道系統(tǒng)送到安裝在曝氣池池底的空氣擴(kuò)散裝置（曝氣器），然后以微

33、小氣泡的形式逸出，在上升的過程中與混合液接觸、擴(kuò)散，使氣泡中氧轉(zhuǎn)移到混合液中支。機(jī)械曝氣則是利用安裝在水面的葉輪的高速轉(zhuǎn)動，劇烈攪動水面，產(chǎn)生水躍，使液面與空氣接觸的表面不斷更新，使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去。曝氣的機(jī)理可用若干傳質(zhì)理論來加以解釋，但水處理界比較公認(rèn)的是劉易斯（Lewis）于懷特曼（Whitman）創(chuàng)建的雙膜理論。雙膜理論是基于在氣液兩相界面存在著兩層膜（氣膜和液膜）的物理模型。它的內(nèi)容是：在氣液兩相接觸界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜，它們處于層流狀態(tài)，氣體分子從氣相主體以分子擴(kuò)散的方式經(jīng)過氣膜和液膜進(jìn)入液相主題，氧轉(zhuǎn)移的動力為氣膜中的氧分壓梯度和液膜中的氧的濃度梯度，傳遞的阻力存在

34、于氣膜和液膜中，而且主要存在于液膜中。如圖所示：雙膜理論模型影響氧轉(zhuǎn)移的因素主要有溫度、污水性質(zhì)、氧分壓、水的紊流成都、氣液之間接觸時間和面積等。氧轉(zhuǎn)移的基本方程式為式中 液相主體中氧轉(zhuǎn)移速度mg/(l·min)Cs液膜處報和溶解氧濃度（mg/L）C液相主體中溶解氧濃度（mg/L）KLa為氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)DL氧分子在液膜中的擴(kuò)散系數(shù)A氣液兩相接觸界面面積（m2）Xf液膜厚度（m）V曝氣液體容積（L） 由于液膜厚度Xf 及兩相接觸界面面積很難確定，因而用氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa值代替。KLa值與溫度、水紊動性、氣液接觸面面積等有關(guān)。它指的是在單位傳質(zhì)動力下，單位時間內(nèi)向單位曝氣液體中充氧量，它是

35、反映氧轉(zhuǎn)移速度的重要指標(biāo)。式中： KLa氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，l/min； t 、t0曝氣時間，min； 0 曝氣開始時燒杯內(nèi)溶解氧濃度（ t0=0時，C0=？mg/L），mg/L； s 燒杯內(nèi)溶液飽和溶解氧值，mg/L；t 曝氣某時刻 t 時，燒杯內(nèi)溶液溶解氧濃度，mg/L評價曝氣設(shè)備充氧能力的方法有兩種：不穩(wěn)定狀態(tài)下的曝氣試驗，即試驗過程中溶解氧濃度是變化的，由零增加到飽和濃度；穩(wěn)定狀態(tài)下的試驗,即試驗過程中溶解氧濃度保持不變。本實驗僅進(jìn)行在實驗室條件下進(jìn)行的清水和污水在不穩(wěn)定狀態(tài)下的曝氣試驗。三、實驗設(shè)備及儀器1、實驗裝置如圖2、卷尺3、溶解氧測定儀4、燒杯（100mL）配玻棒5、計時表6、無水

36、亞硫酸鈉7、催化劑：氯化鈷8、電子天平四、步驟1、向模型曝氣池注入自來水至曝氣葉輪表面稍高處，用卷尺測出模型曝氣池內(nèi)水的高度H（m）和模型曝氣池的直徑D（m），進(jìn)而計算出模型曝氣池的容積（V，m3或L）。注意：注水時水的流速不能過大，應(yīng)避免模型曝氣池中注入的原水含有氣泡。2、認(rèn)真預(yù)習(xí)溶氧儀的使用方法，用膠帶將極化校正過的溶氧儀探頭捆綁在大玻棒上，并將探頭伸入水下1/2處。注意：在實驗過程中，探頭伸入水下的深度應(yīng)盡量保持一致，并要避免溶氧儀探頭與曝氣頭相接觸。3、啟動曝氣葉輪，使其緩慢轉(zhuǎn)動（注意：僅使水流流動，不能產(chǎn)生氣泡），用溶氧儀測定自來水水溫和水中溶解氧值，當(dāng)溶氧儀數(shù)值穩(wěn)定時記錄其為初始溶解氧濃度0。4、根據(jù)0計算實驗所需要的消氧劑Na2SO3和催化劑CoCl2的量，并稱取。Na2SO3+1/2O2=Na2SO41）脫氧劑（無水亞硫酸鈉）用量：從上面的反應(yīng)式可以知道，每去除1mg溶解氧，需要7.9mgNa2SO3