水污染控制技术实验技术.doc

PAGE PAGE 1 水污染控制技术实验技术讲义 化工大学环境科学与工程系 2016 实验一 自由沉淀实验 实验目的 通过实验学习掌握颗粒自由沉淀的实验方法。 进一步了解和掌握自由沉淀的规律，观察沉淀过程，根据实验结果绘制沉淀曲线。沉淀曲线包括：沉淀时间t与沉淀效率E的关系曲线和颗粒沉淀沉速u与沉淀效率E的关系曲线。 实验原理与实验方法 实验原理请参考教材。 沉淀开始时，可认为悬浮物在水中的分布是均匀的。但是，随着沉淀时间的增加，悬浮物在沉淀筒内的分布是不均匀的。严格地说，经过沉淀时间t后，应将试验筒内有效水深H的全部水样取出，测出其悬浮物含量，来计算出t时间内的沉淀效率。但这样工作量太大，而且每个试验筒只能求一个沉淀时间的沉淀效率。为了克服上述弊端，又考虑到试验筒内悬浮物浓度沿水深的变化，本实验的方法为从固定的取样口取样测定不同时刻水样的悬浮物浓度，并测量取样前试验筒中液面到取样口的高度，作为有效水深H，试验及测定工作量可大为简化，在一个试验筒内就可多次取样，完成沉淀曲线的实验。 参考水污染控制工程教材，颗粒沉速和沉淀效率有如下关系： 实际计算时，可用E=（1-p0）+1/u0*(u1*Δp1+ u2*Δp2+…) 主要实验设备及材料 沉淀筒及储水箱、水泵、秒表等。 真空抽滤装置或过滤装置。 悬浮物定量分析所需设备：1/10000分析天平、具塞称量瓶、干燥器、烘箱等。 水样：硅藻土配置的水样或多种工业废水、生活污水。 实验步骤 用硅藻土配制模拟水样，搅拌，使水样中悬浮物分布均匀，取平行样，每个样品约50ml，此水样的悬浮物浓度即为实验水样的原始浓度C0。 用将水样从上端注入沉淀试验筒。 当水样升到溢流口，溢流管流出水后，停止进样，记下沉淀开始时间。 观察静置沉淀现象。当沉淀时间为5、10、20、30、60、120min时，在同一取样口取样两次，每次约50ml左右（准确记下水样体积）取样前要先排出取样管中的积水约10ml，取样后测量有效水深的变化。 测定悬浮物的重量。将每一种沉淀时间的两个水样作平行试验，具体操作步骤如下： 将定量滤纸叠好放入称量瓶或玻璃皿中，送入烘箱中（温度为105?1? 将已恒重好的滤纸从称量瓶中取出，过滤水样，并用蒸馏水冲洗干净，使滤纸上得到全部悬浮性固体。 将带有悬浮性固体的滤纸移入称量瓶中，重复第一步，得到一重量。此重量与步骤1得到的重量之差即为水样中悬浮物的重量。 实验结果分析 根据不同沉淀时间取样口距液面平均深度h和沉淀时间t，计算出颗粒的沉淀速度u和沉淀效率E，并绘制时间—沉淀率和沉速—沉淀率曲线。 实验结果整理 实验记录及整理结果填入表1-1中。 表1—1 实验记录表 项目 沉淀时间，min 0 5 10 20 30 60 120 取样体积，mL 称量瓶及滤纸共重，g 称量瓶、滤纸及悬浮物共重，g 水样中悬浮物重，g 悬浮物浓度，mg/L 悬浮物平均浓度，mg/L 沉淀效率，% 沉淀筒内工作水深H，mm 颗粒沉速u，mm/s 思考题 绘制自由沉降沉淀曲线的方法及意义。 分析不同工作水深的沉淀曲线，如应用到设计沉淀池，应注意什么问题？ 实验二 混凝实验 实验目的 了解混凝的现象与过程、影响混凝的主要因素。 确定混凝剂的最佳投加量及相应的pH值。 学会求得混凝剂的最佳水力条件。 实验原理及实验内容 混凝是水处理工艺中一个十分重要的环节。它所处理的对象主要是水中的悬浮物和胶体物质。由于水质千变万化，混凝效果不尽相同。混凝剂的效果取决于混凝剂的投加量、pH值、水温及水力条件等因素，其中，混凝剂投加量和pH值是影响混凝效果的最主要因素。最优混凝条件的取得，必须通过实验确定。 另外，水力条件也会影响混凝效果，但本实验不再涉及。投加了混凝剂的水中，胶体颗粒脱稳后相互聚结，逐渐变成大的絮凝体，这时，水流速度梯度G值的大小起着主要的作用。在混凝搅拌实验中，水流速度梯度G值可按下式计算： 式中　P:单位体积水消耗功率;μ水的绝对粘度(kg·s/m2); P=100×K×W, K为校正系数, 其中　K=(D/3d)1.1·(H/D) 0.6·(4h/d)0.3　 　W=14.35d4.38·n2.69·ρ0.69·μ0.31 三、实验设备及药品 六联搅拌机 pH计 浊度计 1000m混凝实验杯 其他玻璃仪器 混凝剂及其他试剂 实验水样为自配硅藻土模拟水样 四、实验步骤 混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值两部分。在进行最佳投药量实验时，先选定一种搅拌速度变化方式和pH值求出最佳投药量。然后按照最佳投药量求出最佳pH值。 在混凝实验中所用的实验药剂可参照下列浓度进行配制： 精制硫酸铝 浓度 10g/L 三氯化铁 浓度 10g/L （一）最佳投药量实验步骤 机械搅拌的步骤如下： （1