环境工程高级试验指导书
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环境工程原理实验指导书目录前言----------------------------------------------------------------------------------------------------2实验守则-------------------------------------------------------------------------------------------------3对学生基本要求----------------------------------------------------------------------------------------3实验一化工流体过程综合实验-------------------------------------------------------------------4实验二恒压过滤常数测定实验-------------------------------------------------------------------12实验三传热综合实验-------------------------------------------------------------------------------16实验四填料吸收塔实验----------------------------------------------------------------------------23、前言21世纪人类将进入知识经济的时代,人们正将其视为继农业经济、工业经济之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革。
面对知识经济的到来,我国高等教育改革势在必行,以培养出知识面宽广且具有较强创新能力的人才。
化工原理实验作为化工类创新人才培养过程中重要的实践环节,在化工教育中起着重要的作用,它具有直观性、实践性、综合性和创新性,而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
环境工程学实验指导书苏州科技学院环境科学与工程学院中心实验室2013年7月学生实验守则环境工程学实验目的在于将书本上所学的理论知识,通过实验验证增强动手能力、掌握操作技能、测量方法和培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力.进行实验必须遵守:一、遵守上课时间,不得迟到及无故缺课。
因故不能上课者必须及时请假并进行补课;二、实验课前必须预习实验讲义中有关内容,了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤、记录表格等;三、进入实验室内必须严肃认真、不得喧哗。
不得乱动其它与本实验无关的仪器设备;四、开始实验之前,要先对照实物了解仪器设备的使用方法,弄清实验步骤,做好实验前的准备工作,然后再进行实验。
实验小组成员应互相配合,精心操作、细心观察、认真进行数据测量;五、实验过程中应按照教师要求及时对所测量的数据进行认真整理,以便检验实验的正确性;六、爱护仪器设备和其它公共财物,如有损坏,应查清责任,立即向指导教师报告,视损失情况酌情赔偿;七、实验完毕应报告指导教师,经许可后将仪器设备恢复原状后,方可离开实验室;八、实验报告应力求书写工整,图表清晰,成果正确。
并写上同实验小组成员的名称,以便教师检验。
如有不符合要求者,应重做;实验一混凝实验分散在水中的胶体颗粒带有负电荷,同时在布朗运动及表面水化作用下,处于稳定状态,不能依靠其自身的重力而发生自然下沉,而向这种水中投加混凝剂,通过电性中和或吸附架桥作用,而使胶粒脱稳,颗粒相互凝聚在一起形成矾花。
混凝处理的效果不仅与混凝剂的投量有关,同时还与被处理水的PH、水温及处理过程中的水力条件等因素有密切的关系。
一、实验目的:1、掌握水和废水混凝处理的最佳混凝条件(投药量、pH及水力条件)的确定方法;2、加深对混凝机理的理解;3、了解混凝过程中凝聚和絮凝的作用及其表现特征;4、了解絮体的产生及其聚集增大的基本过程;5、深入理解不同混凝剂混凝效果的差别及pH值对混凝效果的影响;二、实验原理:胶体颗粒带有一定的电荷,它们之间的静电斥力是胶体颗粒长期处于稳定的分散悬浮状态的主要原因,胶粒所带的电荷即电动电位称ξ,ξ位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小及胶体颗粒的稳定性程度,胶粒的ξ位越高,胶体颗粒的稳定性越高。
环境工程实验指导书赵文霞,李再兴主编河北科技大学环境科学与工程学院二零零七年六月前言环境污染治理实验是环境工程专业的一门实践性必修课,是环境工程专业教学的一个重要环节。
其主要任务是:通过实验使学生初步掌握有关水、气、固废处理技术的基本实践方法、手段和操作技能,巩固和加深学生对所学理论知识的理解,培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,并树立实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。
实验的基本要求是:掌握实验的基本原理和操作方法;能独立进行实验的全过程;实验过程中,要实事求是,严肃认真,细致整洁,爱护仪器设备;初步掌握测试技术及试验数据的分析处理技术,独立完成实验报告。
本实验指导书由河北科技大学环境科学与工程学院多年从事教学、科研及实验指导的教师赵文霞、李再兴、周保华、任爱玲、侯永江、国洁等编写。
赵文霞和李再兴负责文字、绘图及校对。
由于编者水平有限,加之时间仓促,书中错误和不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
编者2007年6月目录第一篇水污染控制工程实验 (1)实验一化学混凝实验 (1)实验二水静置沉淀实验 (9)实验三离子交换试验实验 (13)实验四加压溶气气浮实验 (16)实验五臭氧氧化实验 (20)实验六活性污泥评价指标实验 (27)实验七空气扩散系统中氧的总转移系数的测定 (31)实验八厌氧消化实验 (35)第二篇大气污染控制工程实验 (38)实验一环境空气中悬浮颗粒物浓度的测定 (38)实验二烟气流量及含尘浓度的测定 (44)实验三文丘里-旋风水膜除尘器的除尘模拟实验 (52)实验四GR型消烟除尘脱硫一体化装置的模拟实验 (55)实验五干法脱除烟气中二氧化硫 (60)实验六粉体粒度分布的测定 (66)实验七道路交通环境中颗粒物污染特性评价 (72)实验八室内空气污染监测 (76)第三篇固体废物处理与处置实验 (86)试验一土柱(或有害废弃物)淋滤实验 (86)实验二生活垃圾厌氧堆肥产气实验 (91)第一篇水污染控制工程实验实验一化学混凝实验一、实验目的分散在水中的胶体颗粒带有电荷,同时在布朗运动及其表面水化作用下,长期处于稳定分散状态,不能用自然沉淀方法去除。
环境工程综合实验指导书张文启、饶品华、徐美燕、黄中子编上海工程技术大学化学化工学院二00八年七月目录实验一旋风除尘器性能测定 (1)实验二气浮工艺 (6)实验三颗粒的静置自由沉降 (8)实验四化学混凝(1) (12)实验五化学混凝(2)................................................... ..15 实验六活性炭吸附 (17)实验七清水曝气充氧 (20)实验八离子交换法(1) (24)实验九离子交换法(2) (27)实验十活性污泥性能测定 (30)实验十一间歇活性污泥法 (33)实验十二连续流活性污泥法 (37)实验十三污水厌氧生物处理 (39)实验一 旋风除尘器性能测定(示范实验)一. 实验目的旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。
它具有结构简单、应用广泛、种类繁多等特点。
通过本实验,掌握旋风除尘器性能及其测定的主要内容,并且对影响旋风除尘器性能的主要因素有较全面的了解。
二. 基本原理(一)旋风除尘器的除尘原理含尘空气由除尘器的进口切线方向进入除尘器的内外筒之间,由上向下作旋转运动(形成外涡旋),逐渐到锥体底部。
气流中的灰尘在离心力的作用下被甩向外壁,由于重力作用以及向下气流的带动而落入底部集尘斗。
向下的气流到达锥体的底部后,沿除尘器的轴心部位转而向上,形成旋 转上升的内涡旋,并由除尘器的出口排出。
(二)旋风除尘器压力损失和阻力系数的测定本实验采用静压法测定旋风除尘器的压力损失。
由于本实验装置中除尘器进、出口接管的断面积相等,气流动压相等,所以除尘器压力损失等于进、出口接管断面静压之差,即式中:Psi — 除尘器进口静压(Pa ) Pso — 除尘器出口静压(Pa )测出旋风除尘器的压力损失后,便可计算出旋风除尘器的阻力系数式中: v 1 — 旋风除尘器进口风速,m/s 。
ρ — 含尘气体的密度,kg/m 3 (三)旋风除尘器效率的测定Pa(0s si p p p -=∆2/21v p ρξ∆=图1-1 旋风除尘器原理示意图采用质量法测定,测出同一时段进入除尘器的粉尘质量G f (g )和除尘捕集的粉尘质量Gs (g ),则除尘效率:三. 仪器设备1、旋风除尘装置;2、U 型压差计;3、干湿球温度计;4、托盘天平四. 实验步骤1、测定室内空气温度和相对湿度、大气压力,计算空气密度。
《环境工程学》实验指导书实验一混凝沉淀实验实验名称:混凝沉淀实验实验类型: 设计性实验学时: 4学时适用对象: 环境科学专业一、实验目的1. 观察混凝现象及过程,掌握混凝的净水机理及影响混凝效果的主要因素。
2. 针对某一废水,由学生在给出的三种混凝剂中任选两种,实验比较后确定自己认为合适的混凝剂。
3. 确定每种混凝剂的最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他等三种操作条件。
二、实验要求1、学生学会测试不同废水的浊度水质指标;2、根据废水水质选择所用的混凝剂类型;3、根据实验结果计算出所选混凝剂对废水的去除效率;4、实验前先由学生自己设计实验方案,然后根据实际提供的实验设备与试剂调整自己的方案并执行,得出自己的结论。
锻炼分析解决实际问题的能力。
三、实验原理根据研究,胶体微粒都带有电荷。
天然水中的粘土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷。
微粒一般由胶核、固定层和扩散层组成。
胶核和固定层一般称为胶粒,胶粒与扩散层之间有一个电位差,此电位称为ζ电位。
胶粒在水中受几方面的影响:①带相同电荷的胶粒之间产生的静电斥力;②为例在水中作的不规则运动,即“布朗运动”;③胶粒之间的范德华引力;④水化作用,由于胶粒带电,将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜,水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。
因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。
投加混凝剂能提供大量的正离子,可以压缩双电层,降低ζ电位,静电斥力减少,水化作用减弱;混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构,在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用,也有沉淀网捕作用。
这样投加了混凝剂之后,胶体颗粒脱稳后相互聚结,逐渐变成大的絮凝体后沉淀。
四、实验所需仪器、设备、材料(试剂)(黑体,小4号字)六联或磁力搅拌器1台pH酸度计1台或pH 试纸光电浊度计1台温度计1支250ml烧杯6个2000ml烧杯1个,1000ml量筒1个针管和移液管各1个FeCl3、Al2(SO4)3、FeSO4、NaSiO3 各1瓶30%的NaOH溶液和10%HCl溶液500ml各1瓶五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤预习部分:1. 查阅混凝处理工艺的相关章节,了解混凝的净水机理及影响混凝效果的主要因素。
《环境工程实验》指导书(doc 98页)《环境工程实验》指导书盐湖系环境工程教研室目录实验一实验理论认识课实验二水样的采集及水质基本指标的测定实验三水样悬浮固体与浊度的测定实验四废水化学需氧量的测定(重铬酸钾法)实验五水中总有机碳(TOC)的测定实验六离子色谱法测定水样中常见阴离子含量实验七含重金属酸性废水处理实验实验八颗粒自由沉淀实验实验九混凝实验实验十噪声监测实验实验十一烟气分析实验实验十二离子交换软化实验实验十三废水生化需氧量的测定实验十四总悬浮颗粒物的测定实验十五有害气体吸附实验实验十六环境空气中二氧化硫浓度的测定实验十七碱液吸收气体中的二氧化硫实验十八活性炭吸附实验实验十九过滤与反冲洗实验实验一实验理论认识一、实验目的和实验要求1、实验目的实验能力是现代环境工程与环境科学科技人员最佳智能结构的重要组成部分,通过环境工程专业实验课程学习,使学生掌握环境工程基本的实验技术,让学生动手参与实验准备、运行启动、调试和运行控制,到检测分析、处理实验中出现的问题,并对实验参数进行归纳、计算和得出结论等全过程。
2、实验要求(1)实验预习(2)实验操作(3)实验报告二、实验安排1、实践认识课循环实验:2、水样的采集及水质基本指标测定3、废水化学需氧量的测定4. 水中总有机碳(TOC)的测定5、离子色谱法测定水样中常见阴离子6、含重金属酸性废水处理实验7、颗粒自由沉淀实验8、离子交换软化实验9、废水生化需氧量的测定10、总悬浮颗粒物的测定11、噪声监测实验12、有害气体吸附实验13、环境空气中二氧化硫浓度的测定14、碱液吸收气体中的二氧化碳三、有关循环实验所用仪器的介绍和认识1、原子吸收分光光度计2、总有机碳TOC分析仪3、离子色谱仪4、便携式紫外线强度检测仪5、便携式臭氧检测仪6、多功能水质分析仪7、水份测定仪8、含重金属酸性废水处理实验成套设备9、颗粒自由沉淀实验成套设备10、无级调速六联搅拌机11、便携式溶解氧测量仪四、数据处理实验二水样的采集及水质基本指标测定一、废水样品的采集为了采集到有代表性的废水,采样前应该了解污染源的排放规律和废水中污染物浓度的时、空变化。
实验四药剂混凝最佳效果实验一实验目的1、了解混凝法在废水处理中的应用。
2、观察并确定在一定水力梯度的搅拌条件下处理某种废水时最佳效果的pH值和最佳投药量。
3、进一步掌握混凝过程的作用机理。
二实验理论基础与方法要点生活污水与工业污水的特点是水量大、水质复杂且变化大,除含有机污染物外,还含有一定数量的悬浮物、洗涤中的氮、磷等污物。
对特种工业如石油炼制、石油化工、造纸、冶金、食品、制药、化肥等工业污水其污染物就更复杂,水质变化更大,在进入生化处理之前均应经过混凝、气浮作预处理,除去悬浮物和胶体污物。
这一过程包括凝聚和絮凝两步:凝聚主要是通过压缩双电层和电性中和机理作用,使胶体和悬浮物脱稳和聚集的过程,所加入的药剂称为凝聚剂;絮凝主要是通过吸附桥联机理作用成长为更大絮体的过程,所加入的药剂称为絮凝剂。
同时兼有这两者功能的过程称为混凝,具有这两种功能的药剂则称为混凝剂。
无机盐混凝剂如聚铝、聚铁等无机和有机高分子化合物混凝过程中起三种作用:(1)A13+(Fe3+)及其低聚合度高电荷的多核络离子的脱稳和凝聚作用;(2)高聚合度络离子的桥连絮凝作用;(3)氢氧化物沉淀形态和有机物高聚物形式存在时的网捕卷带作用。
这三种作用可同时存在,但在不同的条件下则可能以某一作用为主。
通常在pH偏低,胶体及悬浮物浓度高,投药量尚不足的反应初期,脱稳凝聚是主要形式;pH值较高,污染物浓度较低,投药量充分时,网捕是主要形式;而在pH值和投药量适中时,桥连卷带应为主要作用形式。
三实验装置材料和设备(1)六联式搅拌器(或磁力搅拌器):1台(2)光电式浊度仪GDS-3型:1台(3)色度计(光电比色计):1台(4)烧杯:1000mL 6个;250mL 8个(5)量筒:1000mL 1个;100mL 1个(6)移液管:1、2、5、10mL各2支(7)温度计:100℃1支(8)秒表:1只(9)酸度计:1台材料:(1)聚合氯化铝(PAC) (2)5%NaOH溶液(3)5%H2SO4溶液(4)聚丙烯酰胺(PAM)(5)生活污水(或周溪河水)(6)壶式塑料桶(10升):4只(全班共用)(7)COD测定仪(或CODcr -K2Cr2O7测定法全套装置)四实验步骤1、先将PAC配成10g/L的溶液,PAM配成1g/L的溶液,此项工作由实验员先准备。
实验一印染废水的混凝实验(3学时)一实验目的1.通过混凝实验,观察混凝现象,加深对混凝理论的理解。
2.选择和确定某种水样的最佳混凝工艺的方法:(1)通过本实验,确定某水样最佳混凝剂的类型;(2)了解水力条件、pH值等对混凝效果的影响。
二实验原理混凝阶段的处理对象主要是水中的悬浮物和胶体物质。
大颗粒的悬浮物可以通过自身重力作用沉降,但是胶体则是一种稳定的分布状态,自然沉淀很难去除。
书中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒,由于静电斥力和水化作用等,使得胶体颗粒具有分散稳定性,其中静电斥力影响最大。
向水中投加混凝剂(1)使溶液中的离子浓度增加,压缩胶团的扩散层,使ζ电位降低、静电斥力减小,破坏了其双电层的稳定性,胶体得以迅速凝聚。
(2)混凝剂中和了部分胶体颗粒的电荷,破坏了整体的胶体电平衡,使得胶体迅速凝聚。
(3)混凝剂分子一般是直连大分子,在胶粒之间形成了吸附架桥,是胶粒形成大胶团,产生絮凝体,由于重力作用而沉降。
(4)混凝剂的金属盐和形成的网状絮体对胶体颗粒起到一个网捕作用。
消除或降低胶体颗粒的稳定性过程叫脱稳。
脱稳后的胶粒凝聚为较大胶团,大胶团在一定水利条件下形成絮凝体,俗称矾花。
直径越大的矾花越容易沉降。
自混凝剂投加至矾花形成的过程叫混凝。
混凝过程中选择混凝剂是关键。
常见的混凝剂有无机混凝剂,包括铝盐(硫酸铝,明矾,聚合氯化铝)、铁盐(硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁),有机混凝剂,包括人工合成(阴离子型—聚丙烯酸钠,阳离子型—聚乙烯吡烯盐,非离子型—聚丙烯酰胺PAM)和天然高分子(淀粉、树胶、动物胶)。
因此混凝剂很难确定。
在选定混凝剂后需要进一步确定其投加量和pH值影响。
羟基OH-可以促进桥联作用,但过多的羟基又促进颗粒带负电,有些混凝剂需要在酸性条件下水解才能发挥作用。
另外絮凝体的形成还受外界因素如水温、水力条件和沉淀时间等影响。
这些都需要试验确定。
三实验设备和仪器1.分光光度计2.六联搅拌器(采用六个机械搅拌器代替)3.400ml烧杯6个,100ml烧杯6个4.5ml,10ml移液管各1支5.玻璃棒2支6.洗耳球1个7.50ml去针头注射器1个四试剂硫酸铝(Al2(SO4).18H2O)10g/L三氯化铁FeCl3.6H2O 10g/L盐酸HCl(CR) 10%氢氧化钠NaOH 10%聚丙烯酰胺PAM 1mg/L染液五实验步骤1.分别取染料废水200ml至于六个大烧杯中(1)在上述六个烧杯中分别加入HCl 3ml、2ml、1ml;NaOH 1ml、2ml、5ml,并用玻璃棒搅拌均匀。
环境工程学实验指导书苏州科技学院环境科学与工程学院中心实验室2013年7月学生实验守则环境工程学实验目的在于将书本上所学的理论知识,通过实验验证增强动手能力、掌握操作技能、测量方法和培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力。
进行实验必须遵守:一、遵守上课时间,不得迟到及无故缺课。
因故不能上课者必须及时请假并进行补课;二、实验课前必须预习实验讲义中有关内容,了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤、记录表格等;三、进入实验室内必须严肃认真、不得喧哗。
不得乱动其它与本实验无关的仪器设备;四、开始实验之前,要先对照实物了解仪器设备的使用方法,弄清实验步骤,做好实验前的准备工作,然后再进行实验。
实验小组成员应互相配合,精心操作、细心观察、认真进行数据测量;五、实验过程中应按照教师要求及时对所测量的数据进行认真整理,以便检验实验的正确性;六、爱护仪器设备和其它公共财物,如有损坏,应查清责任,立即向指导教师报告,视损失情况酌情赔偿;七、实验完毕应报告指导教师,经许可后将仪器设备恢复原状后,方可离开实验室;八、实验报告应力求书写工整,图表清晰,成果正确。
并写上同实验小组成员的名称,以便教师检验。
如有不符合要求者,应重做;3实验一 混凝实验分散在水中的胶体颗粒带有负电荷,同时在布朗运动及表面水化作用下,处于稳定状态,不能依靠其自身的重力而发生自然下沉,而向这种水中投加混凝剂,通过电性中和或吸附架桥作用,而使胶粒脱稳,颗粒相互凝聚在一起形成矾花。
混凝处理的效果不仅与混凝剂的投量有关,同时还与被处理水的PH 、水温及处理过程中的水力条件等因素有密切的关系。
一、实验目的:1、掌握水和废水混凝处理的最佳混凝条件(投药量、pH 及水力条件)的确定方法;2、加深对混凝机理的理解;3、了解混凝过程中凝聚和絮凝的作用及其表现特征;4、了解絮体的产生及其聚集增大的基本过程;5、深入理解不同混凝剂混凝效果的差别及pH 值对混凝效果的影响;二、实验原理:胶体颗粒带有一定的电荷,它们之间的静电斥力是胶体颗粒长期处于稳定的分散悬浮状态的主要原因,胶粒所带的电荷即电动电位称ξ,ξ位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小及胶体颗粒的稳定性程度,胶粒的ξ位越高,胶体颗粒的稳定性越高。
《环境工程高级实验》实验指导书柴天、傅海燕、叶茜编写适用专业:环境工程厦门理工学环境工程系(部)2010 年 3 月第一部分:水污染控制工程前言本课程是我院环境工程专业的核心课程 -- 《水污染控制工程》的教学实验课程。
本课程的主要内容是有关水质净化、水污染控制工程等的基本原理和方法的实验,通过实验,要求学生掌握一般的水质净化和水污染防治的技术原理和方法,加强动手能力。
通过本课程的学习,使学生了解本课程在专业中的地位与重要性,在先修课程的基础上,学习掌握污水的化学、物理、生物处理方法的原理、工艺流程等,掌握水质净化的基本方法。
实验教学目的:让学生掌握水处理实验原理及实验设备的结构性能;掌握水处理指标分析方法,仪器设备的工作原理及操作方法;培养学生通过实验完成一整套的报告分析及实验结论。
基本要求:掌握水处理实验原理及应用;了解水处理实验模型的性能结构原理;掌握实验中各技术指标的分析测定程序及实验方法;掌握各种分析仪器的工作原理及使用方法;学会自己动手操作大型实验设备,具备基本实验操作技能;通过实验现象培养学生观察与纪录,实验结果的整理与分析的能力,写出完整的实验报告。
实验一动态混凝实验一、实验目的1、观察混凝现象,加深对混凝理论的理解。
2、筛选最佳混凝剂,并确定该混凝剂的最佳投加量。
二、实验原理就混凝而言有以下四种机理:(1)双电层压缩机理胶粒双电层的构造表明其表面反离子浓度最大,距离胶粒表面越远,反离子浓度越低,最终与溶液浓度相等。
当向溶液中投加混凝剂,增加水中反离子,使胶粒扩散层压缩,ξ电位随之降低,斥势能也下降。
混凝剂投加量增加,ξ电位降到零,胶粒间斥能消失。
此点称为“等电点”,胶体易发生凝聚沉淀。
(2)吸附电中和机理吸附电中和作用是指胶粒表面对异号离子有强烈的吸附作用。
由于这种作用中和了胶粒部分电荷,降低其静电斥力,ξ电位也隨之减小,因此容易与其它颗粒接近而相互吸附失去稳定性。
但与此相反异号离子投加量过大,会使原来带负电荷胶粒变为带正电荷的胶粒,胶粒间会出现斥力和ξ电位增加,此时便发生再稳现象。
(3)吸附架桥机理吸附架桥作用是离子物质与胶粒的吸附与桥联,也可说成两个同号胶粒,中间由一个异号小胶粒电性相吸而连接在一起。
高分子絮凝剂具有线性结构,它们带有能与胶粒表面某些部位起化学变化的化学基团。
当二者相互接触时,基团能与胶粒表面发生特殊反应而吸附;高聚物的其他部分则伸展溶液中,可以和另一个胶粒发生吸附,这样高分子聚合物就起到架桥作用,使絮体长大脱稳。
若高分子混凝剂量过大,相应的胶粒少,上述高聚物的伸展部分粘连不上第二个胶粒,则时间过长就会被原胶粒吸附在其他部位上,这个高聚合物失去架桥功能,使胶粒处于稳定状态。
此时,胶粒产生了再稳现象。
(4)沉析物网捕机理]当金属盐类(铁或铝盐)、金属氢氧化物与石灰作混凝剂时,经水解后形成大量的氢氧化物固体从水中析出、下沉,它们可以网捕卷带水中胶粒形成絮状物。
这种作用基本是一种机械作用,混凝剂投加量与被除去的胶体杂质量成反比,即胶粒越少,投加混凝剂越多,反之则少。
凝剂用量太大和太小,絮凝性能均不好。
这是因为混凝剂用量太小,起不到电中和和吸附架桥作用,也就不能有效降低ξ电位。
隨着用量的增大,胶粒表面对异号离子的吸附作用增强,这种作用中和了胶粒部分电荷,降低其静电斥力,ξ电位也隨之减小,因而容易与其它颗粒接近而相互吸附而脱稳。
混凝剂用量太大,会使原来带负电荷的胶粒变为带正电荷,胶粒间会出现斥力和ξ电位增加,发生再稳,致使混凝效果反而变差。
三、实验试剂与仪器①六联搅拌器(1台)。
②分光光度仪(1台)。
③烧杯(500ml,6只)。
④移液管(1ml、2ml、5ml、10ml 各 3只)。
⑤硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O(10g/L)。
⑥三氯化铁FeCl3·6H2O(10g/L)。
⑦PAM(1g/L)。
⑧注射针筒(50ml)。
四、实验方法及步骤(1)最佳混凝剂的确定①用 3 只 500ml 的烧杯,分别取 200ml 原水,将装有水样的烧杯置于搅拌器上。
②分别向 3只烧杯中加入硫酸铝、三氯化铁和聚丙烯酰胺(PAM),并每次投加量为5ml,同时进行搅拌(转速150r/min),直到其中一个试样出现矾花,这时记录下每个试样中混凝剂的用量。
③停止搅拌,静置10min.④用注射针筒取上层清液,用分光光度仪测出透光率并记录数据。
⑤根据测得的透光率确定最佳混凝剂。
(2)确定混凝剂的最佳用量①用 6只 500ml 烧杯分别取 200ml 原水,将装有水样的烧杯置于搅拌器上。
②采用(1)中选定的混凝剂,按不同的投量(0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml)分别加到 6只装有原水样的烧杯中。
③启动搅拌器,快速搅拌0.5min(300r/min),中速搅拌3min(150r/min),慢速搅拌5min(70r/min)。
④停止搅拌,静置 10min。
用注射针筒取 50ml 上清液,测定透光率,并记录数据。
五、实验数据记录表 1 三种混凝剂透光率测定数据记录表六、实验结果与分析实验二机械反应斜管斜板沉淀实验一、实验目的给水处理中澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤,处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。
原水加药后,经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体,而后通过沉淀池进行重力分离。
机械反应斜板(斜管)沉淀池就是混凝、沉淀两种功能的净水构筑物。
本模型就是展示机械反应池和斜板(斜管)沉淀池内部构造的演示装置。
希望达到以下目的:1、通过模型的模拟实验,进一步了解斜板沉淀池的构造及工作原理。
2、掌握斜板沉淀池的运行操作方法。
3、了解斜板沉淀池运行的影响因素。
二、实验原理斜板沉淀池是由与水平面成一定角度(一般60度左右)的众多斜板放置于沉淀池中构成的,其中的水流方向从下向上流动或从上向下或水平方向流动,颗粒则沉淀于斜板底部,当颗粒累积到一定程度时,便自动滑下。
斜板沉淀池在不改变有效容积的情况下,可以增加沉淀池面积,提高克里的去除效率,将板于水平面搁置到一定角度放置有利于排泥,因而斜板沉淀池在生产实践中有较高的应用价值。
按照斜板沉淀池中的水流方向,斜板沉淀池可分为以下四种类型。
1、异向流斜板沉淀池水流方向与污泥沉降方向不同,水流向上流动,污泥向下滑,异向流斜板沉淀池是最常用的方法之一。
2、同向流斜板沉淀池水流方向与污泥沉降方向相同,与异向流相比,同向流斜板沉淀池由于水流方向与沉降方向相同,因而有利于污泥的下滑,但其结构较复杂,应用不多。
3、横向流斜板沉淀池斜板沉淀池在长度方向布置其斜板,水流沿池长方向横向流过,沉淀物沿斜板滑落,其沉淀过程与平流式沉淀池类似。
4、双向流斜板沉淀池在沉淀池中,既有同向流斜板又有异向流斜板组合而成的斜板沉淀池。
二、实验装置及材料1、机械反应池:所谓机械反应就是利用电动机减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌,将池内分成三格,每格均安装一台搅拌器,为适应絮凝体由大到小形成规律,第一格内搅拌强度最大,而后逐渐减小。
2、斜板(斜管)沉淀池:斜板(斜管)沉淀池由于改善水力条件,增加沉淀面积,因此是一种高效的沉淀方式。
常用异向流斜板(斜管)沉淀池,在反应池已成絮体的水流,从池下部配水区进入,从下而上穿过斜管区,沉淀颗粒沉于斜管上,然后沿斜管滑下,由于水流方向和污泥流向相反,所以称为异向流。
清水经池上部进入集水槽,流向池外。
机械反应斜板(斜管)沉淀池示意图实验装置的组成和规格池体材质:有机玻璃;处理水量:100-200L/h;水力停留时间:1-2h;斜板倾角:60º,配套装置有:1、PVC配水箱1个2、不锈钢潜水泵1台3、斜板与斜管1套4、进水流量计1个5、配水管阀门1套6、排水管1套7、机械反应3组8、减速电机1台9、排泥槽与排泥管1套10、实验台架1个11、连接的管道、阀门、开关等若干。
设备总体尺寸约:长×宽×高=1200mm×500mm×1650mm主要检测设备:烘箱、电子分析天平三、实验步骤①用清水注满沉淀池,检查是否漏水,水泵与阀门等是否正常完好。
②一切正常后,测量原水的pH、温度、浊度,并记录表1中③将混凝剂投入絮凝池中,使水出现矾花。
④打开电源,启动水泵电机,将水样打入机械反应斜板(斜管)沉淀池,并调整流量。
流量调整要适当,过大会降低沉淀效果。
具体选择视具体废水水质而定。
⑤待处理毕,手动停机,取样化验,并开泵抽洗内腔。
⑥测定进出水样悬浮物固体量。
悬浮性固体的测定方法如下:首先调烘箱至(105土1)℃,叠好滤纸放入称量瓶中,打开盖子,将称量瓶放入105℃的烘箱烘至恒重。
然后将已恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中,过滤水样,并用蒸馏水冲净,使滤纸上得到全部悬浮性固体,最后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶,烘干至恒重。
⑦悬浮性固体(SS)计算式中ω1——称量瓶十滤纸质量,g;ω2——称量瓶十滤纸十悬浮性固体的质量,g;V——水样体积,100mL。
○8计算不同流速条件下,沉淀物的去除率。
设进水悬浮物浓度c0,出水的悬浮物浓度c i,水样的去除率。
○9定期从污泥斗中排泥四、实验数据及结果整理1、根据测得的进出水SS计算去除率2、将实验中测得的各个技术指标填入表1中表1实验记录表五、思考题1、机械反应斜板(斜管)沉淀池与其他沉淀池相比较有什么样的优点?2、机械反应斜板(斜管)沉淀池的运行方式是怎样的?实验三 A2/O法污水处理实验1、实验目的按照国家[污水综合排放标准](GB8978-1996)规定,氨氮最高容许排放浓度二级标准是25mg/L,磷酸盐(以P计)最高容许排放浓度二级标准是1.0mg/L。
厌氧—缺氧—好氧(A2O)工艺是污水除磷脱氮技术的主流工艺,同常规活性污泥相比,不仅仅能生物去除BOD,而且能去除氮和磷,这对于防止水体富营养化的加剧具有重要的作用。
本设备是A2O工艺的教学演示和动态实验设备。
通过设备实验希望达到以下目的:(1)了解A2O工艺的组成,运行操作要点;(2)确定去除滤高、能量省的运行参数,知道生产运行;(3)针对一些工业污染源对该工艺运行的冲击,提出准确的判断,避免造成较大的事故;(4)用设备培训学生、技术人员、操作人员,考核其独立的工作能力,提高人员的技术素质和企业管理水平;(5)利用设备运输方便的特点可以在拟建污水厂的现场,进行污水处理可行性的试验。
2、设备的工作原理设备的工艺流程如下图所示:在利用生物去除水中有机物的同时,进行生物除磷脱氮,包括厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。
具体如下:(1)厌氧池如工艺流程图所示,污水首先进入厌氧区,兼性厌氧的发酵细菌将水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFAs)低分子发酵产物。