3.8实验八 臭氧脱色--水处理教案(清华大学精品课程)

臭氧脱色实验报告臭氧脱色实验报告一、引言臭氧是一种具有强氧化性的气体，常用于水处理、空气净化等领域。

本实验旨在通过观察臭氧脱色现象，探究其氧化性质。

二、实验材料和方法1. 实验材料：- 臭氧发生器- 无色试管- 无色试管架- 紫色洋葱提取液2. 实验方法：1) 将臭氧发生器接通电源，待其产生臭氧。

2) 取一根无色试管，将其倒置于无色试管架上。

3) 在试管中加入适量的紫色洋葱提取液。

4) 将臭氧发生器的出气管插入试管中，使臭氧通过洋葱提取液。

5) 观察洋葱提取液颜色的变化。

三、实验结果与讨论在实验过程中，我们观察到了洋葱提取液的颜色变化。

初始时，洋葱提取液呈现出浓郁的紫色；随着臭氧的通入，洋葱提取液逐渐褪色，最终变为无色。

臭氧具有强氧化性，它能够与许多有色物质发生反应，使其脱色。

在本实验中，洋葱提取液中的紫色物质很可能是一种含有双键结构的有机物，臭氧与其发生反应后，将双键氧化，导致颜色的褪去。

臭氧的氧化性质在实际应用中有着广泛的用途。

例如，在水处理领域，臭氧可以用于去除水中的有机物和异味物质。

臭氧与有机物反应时，会将其氧化成无害的物质，从而提高水质。

此外，臭氧还可以用于空气净化，通过氧化有害气体，如二氧化硫和一氧化氮，来净化空气。

四、实验误差分析在本实验中，可能存在一些误差。

首先，由于洋葱提取液的颜色变化是主观判断的，不同观察者可能会有不同的判断标准，从而导致结果的差异。

其次，实验过程中，臭氧的通入速度和浓度可能会对颜色变化产生影响。

如果臭氧通入速度过快或浓度过高，可能导致洋葱提取液颜色变化过快，难以准确观察到颜色的变化。

为减小误差，可以尝试使用更加准确的颜色测量仪器，如分光光度计，来定量地测量洋葱提取液的颜色变化。

此外，可以通过控制臭氧通入速度和浓度，使其保持恒定，以提高实验的可重复性和准确性。

五、结论通过本实验，我们观察到了臭氧对洋葱提取液颜色的脱色作用。

臭氧具有强氧化性，能够与有色物质发生反应，使其脱色。

混合--水处理教案清华大学精品课程第一章：水处理概述1.1 教学目标了解水处理的基本概念及其重要性掌握水处理技术的分类和应用范围理解水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.2 教学内容水处理的基本概念水处理技术的分类（物理、化学、生物处理技术）水处理的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.3 教学方法讲授法：介绍水处理的基本概念、技术分类和应用范围案例分析法：分析实际水处理案例，阐述水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议课后作业：布置相关案例分析题，加深学生对水处理技术的理解和应用能力第二章：混合水处理技术2.1 教学目标了解混合水处理技术的原理和特点掌握混合水处理技术的应用范围和效果理解混合水处理技术在水处理工程中的重要性2.2 教学内容混合水处理技术的原理和特点（吸附、絮凝、膜分离等）混合水处理技术的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）混合水处理技术的效果评估（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的原理、特点和应用范围实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第三章：混合水处理技术的设计与优化3.1 教学目标掌握混合水处理技术的设计原理和方法学会优化混合水处理技术的操作条件理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略3.2 教学内容混合水处理技术的设计原理和方法（反应器设计、操作参数优化等）优化混合水处理技术的操作条件（pH值、反应时间、搅拌速度等）混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略（难降解有机物、重金属离子等）混合水处理技术的设计和优化案例分析3.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的设计原理、方法和操作条件优化实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的设计和优化案例3.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第四章：混合水处理技术的经济与环境评估4.1 教学目标了解混合水处理技术的经济成本和效益掌握混合水处理技术的环境影响评估方法学会综合评估混合水处理技术的可行性和可持续性4.2 教学内容混合水处理技术的经济成本（投资、运行、维护等）混合水处理技术的效益（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术的环境影响评估方法（水质、能耗、污泥产量等）混合水处理技术的经济与环境综合评估案例分析4.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的经济成本、效益和环境影响评估方法实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的经济与环境综合评估案例4.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第五章：混合水处理技术的应用案例分析5.1 教学目标掌握混合水处理技术在不同领域的应用案例学会分析混合水处理技术的实际效果和优化策略理解混合水处理技术在环境保护和可持续发展中的作用5.2 教学内容混合水处理技术在城市供水中的应用案例混合水处理技术在污水处理中的应用案例混合水处理技术在工业水处理中的应用案例混合第六章：混合水处理技术的案例分析与实践6.1 教学目标分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例理解和评价混合水处理技术在实际工程中的效果掌握混合水处理技术在实际应用中的操作要点和优化策略6.2 教学内容分析混合水处理技术在城市供水工程中的应用案例评价混合水处理技术在污水处理工程中的应用效果探讨混合水处理技术在工业水处理中的应用策略混合水处理技术实践操作要点的讲解和分析6.3 教学方法案例分析法：分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例实地考察法：组织学生参观水处理工程现场，了解混合水处理技术的实际应用情况操作演示法：演示混合水处理技术的实际操作过程，讲解操作要点6.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，分享实地考察心得和操作体验实践报告：学生完成实践考察报告，评价混合水处理技术的实际效果第七章：混合水处理技术的前沿与发展趋势7.1 教学目标了解混合水处理技术最新的研究动态和发展趋势掌握混合水处理技术在新技术领域的应用前景探讨混合水处理技术在可持续发展中的作用7.2 教学内容混合水处理技术最新的研究进展和成果混合水处理技术在新领域的应用探索（如纳米技术、生物技术等）混合水处理技术在可持续发展中的角色和责任混合水处理技术未来发展趋势的展望7.3 教学方法学术报告法：邀请相关领域的专家学者进行专题报告小组讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对混合水处理技术未来发展的见解项目研究法：引导学生开展混合水处理技术的研究项目，探索新技术的应用7.4 教学评估课堂报告：学生进行学术报告，分享最新的研究成果和发展趋势第八章：混合水处理技术的政策与管理8.1 教学目标理解混合水处理技术相关政策法规的含义和应用掌握混合水处理技术管理的原理和方法探讨混合水处理技术政策与管理在实践中的挑战和策略8.2 教学内容混合水处理技术相关政策和法规的解读和应用混合水处理技术管理的原理和方法（如水质监测、运行维护等）混合水处理技术政策与管理实践中的问题和解决策略混合水处理技术政策与管理案例分析8.3 教学方法讲授法：讲解混合水处理技术相关政策和法规，介绍管理原理和方法案例分析法：分析混合水处理技术政策与管理实践中的案例模拟演练法：组织学生进行模拟演练，提高混合水处理技术管理的实际操作能力8.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议管理报告：学生完成管理案例分析报告，提出政策与管理建议第九章：混合水处理技术的创新与创业9.1 教学目标激发学生对混合水处理技术创新的兴趣和意识培养学生的创业精神和实践能力引导学生探索混合水处理技术在创业领域的应用9.2 教学内容混合水处理技术创新的重要性和方法（如技术改进、新材料应用等）混合水处理技术创业的机会和挑战混合水处理技术创新项目的实践和案例分析9.3 教学方法讲座法：邀请成功的创业家分享混合水处理技术创新和创业的经验头脑风暴法：组织学生进行头脑风暴，激发创新思路项目实践法：引导学生开展混合水处理技术创新项目，培养创业能力9.4 教学评估课堂报告：学生进行创新项目报告，分享创业经验和成果创业计划书：学生完成创业计划书，提出混合水处理技术的创新应用方案第十章：混合水处理技术的综合应用与未来发展10.1 教学目标综合运用混合水处理技术解决实际问题探索混合水处理技术在未来的发展潜力培养学生对混合水处理技术的全面理解和应用能力10.2 教学内容综合应用混合水处理技术解决实际工程案例探索混合水处理技术在新能源、环保等领域的未来发展混合重点和难点解析1. 混合水处理技术的基本概念及其重要性难点解析：理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略和效果评估。

实验八臭氧脱色水处理教案一、实验目的：1.了解臭氧脱色技术在水处理中的应用；2.学习使用臭氧气体将颜色物质氧化还原为无色物质的原理和方法；3.掌握臭氧脱色实验的基本步骤和操作技巧；4.培养学生的实验观察和数据分析能力。

二、实验器材和试剂：1.实验器材：臭氧发生器、反应器、滴定管、比色皿等；2.实验试剂：高锰酸钾溶液、苏丹红溶液等。

三、实验原理：臭氧是一种带有蓝色气味的有毒气体，在水处理中，常用臭氧脱色法去除水中的有机颜色物质。

臭氧能将颜色物质氧化还原为无色物质，达到脱色的效果。

四、实验步骤：1.准备工作：将滴定管、比色皿等实验器材清洗干净，确保无杂质。

2.实验操作：(1)向反应器中加入待处理水样，平稳滴加适量的高锰酸钾溶液，均匀混合，使水样颜色达到深红色。

(2)将臭氧发生器接入反应器，打开臭氧发生器和反应器之间的连接阀门，调节臭氧发生器的臭氧气体流量，控制臭氧生成速度。

(3)观察水样颜色变化，随着臭氧气体的作用，颜色物质逐渐被氧化还原为无色物质。

(4)待颜色变为无色后，关闭臭氧发生器和反应器之间的连接阀门，停止臭氧气体的供应。

(5)取出适量的脱色水样，放置在比色皿中，用比色皿对比法与原始水样进行颜色比较，记录差异。

五、实验结果记录与分析：根据颜色比较，记录臭氧脱色前后水样的颜色差异，并根据差异评估臭氧脱色的效果。

六、实验安全注意事项：1.臭氧为有毒气体，操作时要注意安全，确保通风良好；2.严禁直接吸入臭氧，手工操作时要佩戴防护手套和口罩。

七、实验思考题：1.请解释臭氧脱色的原理和臭氧气体对颜色物质的氧化还原作用；2.除了臭氧脱色法，你还知道其他的水处理脱色方法吗？请简要介绍一种。

八、实验拓展：1.尝试调节臭氧脱色实验中臭氧气体的供应速度，观察颜色变化的速度是否有差异；2.将臭氧脱色法应用于实际的水处理过程中，观察其脱色效果和应用前景。

九、实验总结：通过本次实验，我们学习了臭氧脱色技术在水处理中的应用原理和方法，掌握了臭氧脱色实验的基本操作技巧，并培养了实验观察和数据分析的能力。

《水处理工程》实验项目清华大学环境科学与工程系一、必修实验实验一：混凝实验二：自由沉淀实验三：气浮实验四：过滤实验五：废水可生化性实验六：厌氧污泥活性的测试实验七：污泥过滤脱水二、选择实验实验八:臭氧脱色实验九:吸附三、演示实验①虹吸滤池②脉冲澄清池③活性污泥工艺④ UASB反应器⑤膜分离技术实验一混凝一、实验目的1、了解混凝的现象及过程，净水作用及影响混凝的主要因素；2、学会求水样最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法;3、了解助凝剂对混凝效果的影响。

二、实验原理胶体颗粒带有一定电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。

胶体表面的电荷值常用电动电位ξ表示，又称为Zeta电位。

Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围.一般天然水中的胶体颗粒的Zeta电位约在-30mV以上,投加混凝剂之后，只要该电位降到—15mV左右即可得到较好的混凝效果。

相反,当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态.投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果.水质是千变万化的，最佳的投药量各不相同,必须通过实验方可确定。

在水中投加混凝剂如Al2（SO4)3、FeCl3后，生成的Al（III)、Fe(III)化合物对胶体的脱稳效果不仅受投加的剂量、水中胶体颗粒的浓度、水温的影响，还受水的pH值影响。

如果pH值过低（小于4),则混凝剂水解受到限制，其化合物中很少有高分子物质存在，絮凝作用较差。

如果pH值过高（大于9-10），它们就会出现溶解现象，生成带负电荷的络合离子，也不能很好地发挥絮凝作用。

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：G=式中：P—搅拌功率(J/s）;μ—水的粘度（Pa·s)；V—被搅动的水流体积(m3）；本实验G值可直接由搅拌器显示板读出。

当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加助凝剂以提高混凝效果。

实验九 吸附一、实验目的1、 了解吸附剂的吸附性能和吸附原理；2、 测定吸附等温线。

二、实验水样与吸附剂水样采用一定浓度的自配有机物溶液（如浓度为100mg/L 的苯酚溶液）。

选定某有机物之前首先需确定该有机物浓度的分析方法。

吸附剂为活性炭，有粉末、粒状和柱状等多种形式。

粉末活性炭的制备过程如下：吸附剂经磨细（一般采用通过0.1mm 筛孔以下的粒径）、水洗后，分别配制成80目和200目，在110℃下干燥（烘干1小时）后备用。

三、实验方法在恒定温度下，于几个烧杯中加入V （L ）溶质浓度为C 0（mg/L ）的水样，在各烧杯中同时投加不同量m （mg ）的活性炭，分别进行搅拌，搅拌时间等于接触时间。

试验过程中，不断测定各杯水样中的溶质浓度C 1，直到溶质浓度不变的平衡浓度C e （mg/L ）为止。

由试验结果可以算出单位重量活性炭可吸附的溶质量，即为吸附容量：0()(/)e V C C x mg mg m m-= 由吸附容量x m 和平衡浓度C e 的关系所绘出的曲线为吸附等温线，表示吸附等温线的公式为吸附等温式。

最常用的吸附等温式是弗兰德利希（Freundich ）经验公式：1n e x KC m=。

在双对数坐标纸上，以吸附容量为纵坐标，C e 为横坐标，按静态烧杯实验结果绘图，可得直线，纵坐标上的截距为K 值，斜率为1/n 值。

由等温线可以比较不同活性炭的吸附效果，并由此计算将所需去除的溶质从初始浓度C 0降低到要求浓度，所需投加的粉末活性炭数量。

四、实验步骤1、 在6个500ml 的三角烧瓶中分别投加0、20、60、120、200、300mg 的吸附剂。

然后分别加入250ml 实验水样，测定水温。

在振荡器上振荡30min （已接近吸附平衡），用滤纸滤出吸附剂。

2、 测定原水及滤出液中酚的浓度。

3、画出各吸附剂的吸附等温线。

并以弗兰德利希方程的形式求出其吸附方程式。

4、如要求含苯酚溶液苯酚浓度去除99%，试选一种吸附剂，对该吸附剂（用原状颗粒）作动态实验，求平均吸附量A；或作静态实验，求平均浓度下的单位吸附量A。

臭氧脱色实验实验报告实验报告：臭氧脱色实验一、实验目的：1. 了解臭氧的性质和特点。

2. 掌握臭氧的制备方法。

3. 研究臭氧对某种染料的漂白作用。

二、实验原理：1. 臭氧（O3）是由氧气（O2）通过电晕放电或紫外线照射而生成的一种无色气体。

它具有强氧化性和漂白性质。

2. 臭氧脱色是指臭氧对有机染料分子中的颜色基团进行氧化还原反应，使其失去颜色的能力。

三、实验仪器和试剂：1. 仪器：臭氧发生器、实验室通风橱。

2. 试剂：臭氧（3% O3 气体浓度）、某种染料溶液。

四、实验步骤：1. 制备臭氧发生器，并将发生器连接到实验室通风橱。

2. 将一定量的某种染料溶液置于透明玻璃容器中。

3. 打开臭氧发生器，调节发生器的臭氧流量。

4. 将产生的臭氧气体导入染料溶液中，并观察颜色变化。

5. 等待一定时间后，关闭臭氧发生器，停止供应臭氧气体。

6. 将处理后的染料溶液与未处理的染料溶液进行比较，观察颜色明显变浅或消失的情况。

五、实验结果：1. 经过臭氧脱色处理后，染料溶液的颜色明显变浅或消失，证明臭氧对染料具有漂白作用。

2. 不同染料对臭氧的脱色效果可能有所差异。

六、实验分析及讨论：1. 臭氧脱色是通过臭氧对染料分子中的颜色基团进行氧化还原反应实现的。

臭氧具有强氧化性，能够引起染料分子中的色团断裂，从而使颜色消失。

2. 实验中染料溶液的颜色变浅或消失是由于臭氧将染料分子中的颜色基团氧化还原为无色的物质。

3. 染料分子的结构和臭氧脱色效果可能存在关联。

染料分子中存在着不同的色团，某些色团可能对臭氧更敏感，因此，在某些染料中可能观察到更明显的脱色效果。

4. 实验结果还可能受到实验条件的影响，如臭氧气体的浓度、反应时间等。

七、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了臭氧的制备方法和其对某种染料的漂白作用。

实验结果证明，臭氧能够有效地脱色染料分子中的颜色基团，实现染料的漂白效果。

在实际应用中，臭氧脱色可以用于某些染色工艺中的漂白步骤，具有一定的实际应用价值。

第八章 废水天然生物处理工艺第一节 稳定塘一、概述1、稳定塘的发展及应用稳定塘(Stabilization Ponds)［旧称氧化塘(Oxidation Ponds)或生物塘］是一种利用天然净化能力处理废水的生物处理工艺，其对废水的净化过程与自然水体的自净过程类似。

稳定塘的研究与应用始于20世纪初期，在50~60年代之间稳定塘技术的发展较迅速，目前已有五十多个国家采用稳定塘技术处理城市废水或有机工业废水。

但占城市废水处理的比例很低；目前，在美国、加拿大、澳大利亚等有一定发展。

我国的环境保护技术政策规定：“城市废水处理，应推行废水处理厂与氧化塘、土地处理系统相结合的政策”；1985年，38座稳定塘；1988年，80多座；1990年，113座，处理水量190万m 3/d ；多用于处理中、小城镇的生活废水。

2、稳定塘的分类1) 稳定塘内的生物学过程主要利用菌藻共生系统来处理废水中的有机污染物；2) 稳定塘的分类：主要是根据塘中微生物反应的类型来划分；分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘、综合生物塘等。

3) 优缺点及采用条件 ① 优点：在条件合适时，基建投资少；运行管理简单，耗能少，运行费用低(为传统人工处理厂的1/3～1/5)；可进行综合利用，形成复合生态系统，可产生明显的经济、环境和社会效益。

② 缺点：占地面积过多；处理效果受气候影响较大，如过多问题，春、秋季翻塘问题等；如设计或运行不当，可能形成二次污染(如污染地下水、产生臭气等)。

③ 适于采用稳定塘的必要条件：土地；气候：气温、日照条件、风力等3、常用工艺流程1) 处理城市废水的传统工艺流程2) 有厌氧塘的工艺流程以好氧塘为主的处理工艺兼性塘与好氧塘串联的处理工艺3) 有曝气塘工艺流程4) 有综合生物塘工艺流程二、好氧塘1、定义：全塘皆为好氧区；为使阳光能达到塘底，好氧塘的深度较浅。

2、分类又可分为普通好氧塘、高负荷好氧塘和深度处理好氧塘；1) 高负荷好氧塘：有机负荷较高，HRT较短；出水中藻类含量高；运行技术较复杂，只适用于气候温暖且阳光充足的地区；处理废水的同时又产生藻类。