環(huán)境工程原理實驗報告材料

1、環(huán)境工程原理實驗報告專業(yè)班級：姓 名：學 號：課程名稱：環(huán)境工程原理指導教師：環(huán)境與資源學院2015年12月26日1. 板框壓濾機過濾實驗1.1實驗目的（1 ）熟悉板框過濾機的結構和操作方法；（2 ）測定在恒壓過濾操作時的過濾常數(shù)；（3 ）掌握過濾問題的簡化工程處理方法。1.2實驗原理過濾原理過濾是利用能讓液體通過而截留固體顆粒的多孔介質（濾布和濾渣），使懸浮液中的固、液得到分離的單元操作。過濾操作本質上是流體通過固體顆粒床層的流動，所不同的是，該固體顆粒床層的厚度隨著過濾過程的進行不斷增加。過濾操作可分為恒壓過濾和恒速過濾。當恒壓操作時，過濾介質兩側的壓差維持不變，則單位時間通過過濾介質的濾

2、液量會不斷下降。過濾速率基本方程的一般形式為：21-sdV _ A PdJr'v V Ve恒壓過濾時，對上式積分可得：2q qe 二 K e對上式微分可得：d _ 2q 2qedq 一 K K該式表明d t /dqq為直線，其斜率為 2/K，截距為2qe /K，為便于測定數(shù)據(jù)計算速率 常數(shù)，可用 t / q替代dT/dq，則上式可寫成：二合.紐q K K將厶t/ q對q標繪（q取各時間間隔內的平均值），在正常情況下，各點均應在同一 直線上，直線的斜率為 2/K=a/b，截距為2qe/K=c，由此可求出 K和qe。板框壓濾機結構及運作板框壓濾機主要結構（見圖1-1 ）組成：（1）機架：機

3、架是壓濾機的基礎部件，兩端是止推板和壓緊頭，兩側的大梁將二者連執(zhí)著起來，大梁用以支撐濾板、濾框和壓緊板。a、止推板：它與支座連接將壓濾機的一端坐落在地基上，廂式壓濾機的止推板中間是進料孔， 四個角還有四個孔， 上兩角的孔是洗滌 液或壓榨氣體進口，下兩角為出口（暗流結構還是濾液出口）b、壓緊板：用以壓緊濾板濾框，兩側的滾輪用以支撐壓緊板在大梁的軌道上滾動。C、大梁：是承重構件，根據(jù)使用環(huán)境防腐的要求，可選擇硬質聚氯乙烯、聚丙烯、不銹鋼包覆或新型防腐涂料等涂覆。（2） 壓緊機構：手動壓緊、機械壓緊、液壓壓緊。a、手動壓緊：是以螺旋式機械千斤頂推動壓緊板將濾板壓緊。b、機械壓緊：壓緊機構由電動機（配

4、置先進的過載保護器）減速器、齒輪付、絲桿和固定螺母組成。壓緊時，電動機正轉，帶動減速器、齒輪付，使絲桿 在固定絲母中轉動，推動壓緊板將濾板、濾框壓緊。當壓緊力越來越大時，電機負載電流增大，當大到保護器設定的電流值時，達到最大壓緊力，電機切斷電源，停止轉動，由于絲桿 和固定絲母有可靠的自鎖螺旋角，能可靠地保證工作過程中的壓緊狀態(tài)，退回時，電機反轉，當壓緊板上的壓塊， 觸壓到行程開關時退回停止。c、液壓壓緊：液壓壓緊機構的組成由液壓站、油缸、活塞、活塞桿以及活塞桿與壓緊板連。（3） 過濾機構：過濾機構由濾板、 濾框、濾布、壓榨隔膜組成，濾板兩側由濾布包覆， 需配置壓榨隔膜時， 一組濾板由隔膜板和側

5、板組成。隔膜板的基板兩側包覆著橡膠隔膜，隔膜外邊包覆著濾布，側板即普通的濾板。 物料從止推板上的時料孔進入各濾室，固體顆粒因其粒徑大于過濾介質的孔徑被截留在濾室里，濾液則從濾板下方的出液孔流出。濾餅需要榨干時，除用隔膜壓榨外，還可用壓縮空氣或蒸氣，從洗滌口通入，氣流沖去濾餅中的水份, 以降低濾餅的含水率。圖1-1板框壓濾機結構運作方式：由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣， 直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時還通入壓縮空氣，除去剩余的洗滌液。隨后打開壓濾機卸除濾渣，清洗濾布,重新壓緊板、框，開始下一工作循環(huán)。板

6、框壓濾機對于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%A下，操作壓力一般為 0.30.6兆帕，特殊 的可達3兆帕或更高。過 濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。板框通常為正方形，濾框的內邊長為3202000毫米，框厚為1680毫米，過濾面積為11200米2。板與框用手動螺旋、電動螺旋和液壓等方 式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。1.3操作步驟如圖1-2所示，板式壓濾機操作主要有如下三個步驟。第一步壓緊：壓濾機操作前須進行整機檢查：查看濾布有無打折或重疊現(xiàn)象，電源是否已正常連接。檢查后即可進行壓緊操作，首先按一下“啟動”按鈕，油

7、泵開始工作，然后再 按一下“壓緊”按鈕，活塞推動壓緊板壓緊，當壓緊力到達調定高點壓力后，液壓系統(tǒng)自動 跳停。圖1-2 板框壓濾機基本操作流程圖第二步進料：當壓濾機壓緊后，即可進行進料操作：開啟進料泵，并緩慢開啟進料閥門， 進料壓力逐漸升高至正常壓力。這時觀察壓濾機出液情況和濾板間的滲漏情況，過濾一段時間后壓濾機出液孔出液量逐漸減少，這時說明濾室內濾渣正在逐漸充滿，當出液口不出液或只有很少量液體時，證明濾室內濾渣已經(jīng)完全充滿形成濾餅。如需要對濾餅進洗滌或風干操作，即可隨后進行，如不需要洗滌或風干操作即可進行卸餅操作。第三步洗滌或風干：壓濾機濾餅充滿后，關停進料泵和進料閥門。 開起洗滌泵或空壓機，

8、 緩慢開啟進洗液或進風閥門，對濾餅進行洗滌或風干。操作完成后，關閉洗液泵或空壓機及其閥門，即可進行卸餅操作。 第四步卸餅：首先關閉進料泵和進料閥門、進洗液或進風裝置和閥門，然后按住操作面板上的 “松開”按鈕，活塞桿帶動壓緊板退回， 退至合適位置后， 放開按住的“松開”按鈕，人工逐塊拉動濾板卸下濾餅，同時清理粘在密封面處的濾渣，防 止濾渣夾在密封面上影響密封性能，產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，至此一個操作周期完畢。1.4分析與討論在使用板框壓濾機是，為什么初期濾液是渾濁的？答：板框壓濾機所采用的過濾方式其機理是濾餅過濾，是使用織物、多孔材料或膜作為過濾介質，過濾介質只是起著支撐濾餅的作用，隨濾餅的形成真正起過濾

9、介質作用的是濾餅本身。在過濾初期，濾餅沒有形成，而部分小顆?？梢赃M入甚至穿過介質的小孔，因此，初期濾液是渾濁的。142濾漿濃度和過濾壓強對 K值有什么影響？答：K=2k- pA（1-s） , s為濾屏壓縮性指數(shù)，對不可壓縮濾餅， s=0.。 k=1/ （卩rc）,卩 為濾液黏度，r為比阻，c為濃度。 所以一般地講，濾漿濃度越大，過濾常數(shù) K越小，濾漿 濃度越小，K越大。 過濾壓強厶p越大，過濾常數(shù) K也越大，反之則越小。143當操作壓強增加一倍，其K值是否也增加1倍？要得到同樣的濾液量，其過濾時間是否縮短了 1半？答：對不可壓縮濾餅，當操作壓強增加一倍，其K值也增加1倍。由恒壓過濾公式：2q

10、+ 2qqe= Kt可得，保持同樣的濾液量，其過濾時間縮短了一半。2. 活性炭吸附實驗2.1實驗目的（1）通過實驗埋解沾性炭對污染物的吸附去除（2）掌握用靜態(tài)吸附法確定活性炭等溫吸附式的方法2.2實驗原理活性炭吸附是目前國內外應用比較多的一種水處理手段。由于活性炭對水中大部分污染物都有較好的吸附作用，因此，活性炭吸附應用于水處理時往往具有出水水質穩(wěn)定，適用于多種污水的優(yōu)點?；钚蕴课匠Ｓ脕硖幚砟承┕I(yè)廢水，在有些特殊情況下也用于水處理。活性炭吸附利用活性炭固體表面對水中一種或多種物質的吸附作用，達到凈化水質的目的?；钚蕴康奈阶饔卯a(chǎn)生于兩個方面，一是物理吸附，指的是活性炭表面的分子受到不平衡的

11、力，而使其他分子吸附于其表面上；另一個是化學吸附，指活性炭與被吸附物質之間的化學作用?；钚蕴康奈绞巧鲜鰞煞N吸附綜合作用的結果。當活性炭在溶液中的吸附和解析處于動態(tài)平衡狀態(tài)時， 成為吸附平衡，此時，被吸附的物質的溶液中的濃度和再活性炭表面的濃度均不再變化，而此時被吸附的物質在溶液中的濃度成為平衡濃度，活性炭的吸附能力 以吸附容量q表示，即:V(Co-C)M式中：q活性炭吸附量，即單位質量的吸附劑所吸附的物質量（mg/g);V 污水體積（L）;CO, C為吸附前原水和吸附平衡時污水中的物質的質量濃度（ g/L ）;M活性炭投加量（g）。在溫度一定的條件下，活性炭的吸附量q與吸附平衡時的質量濃度C

12、之間關系曲線稱為吸附等溫線。在水處理工藝中，通常用 Freu ndlich 吸附等溫線來表示活性炭吸附性能。其數(shù)學表達式為：iq =K斤式中：K 與吸附比表面積、溫度有關的系數(shù)；n與溫度有關的常數(shù)；q活性炭吸附量，即單位質量的吸附劑所吸附的物質量（mg/g）C吸附平衡時污水中的物質的質量濃度（g/L ）。K，n求法是通過間歇式活性炭吸附實驗測得q，c相應之值，將上式取對數(shù)后變換為下式：1 lg q = D lg K lg Cn相應值繪在雙對數(shù)坐標上，所得直線斜率為1/n，截距為Ko將q、C相應值點繪在雙對數(shù)坐標紙上，所得直線的斜率為1/n ,截距則為K,如下圖：2.3實驗設備及用具1）恒溫振蕩

13、器一臺2）12個三角瓶500ml3）COD測定器4）活性炭粉末5）廢水2.4步驟及記錄1）在6個250mL的錐形瓶中分別投加 0mg 100mg 200mg 300mg 400mg 500mg粉狀活性炭。2）在每個三角燒瓶中投加 150ml廢水，3）測定水溫，將三角燒瓶放在15C振蕩器上振蕩30min，基本可達到吸附平衡，停止振蕩。4）8000r/min 離心10分鐘后取3mL上清液，加入 1mL0.500moL/L重鉻酸鉀，6mL硫酸銀-硫酸混合液，在167.8 C的消解儀上消解15分鐘。5）靜置15min,吸取上清液。測定 COD直，記錄實驗數(shù)據(jù)，求出吸附量q。2.5實驗結果整理實驗記錄數(shù)

14、據(jù)如表 2-1表2-1活性炭吸附試驗原始數(shù)據(jù)表骨口. 序號樣品詳情吸光度#消解組空白對照0.0110無活性炭投加0.2261投加100g活性炭0.232投加200g活性炭0.2163投加300g活性炭0.0764投加400g活性炭0.059因消解組空白對照組的吸光度不為0,因此，各組需要減去消解組空白對照所得吸光度,而q為單位質量的吸附劑所吸附的物質量，因此根據(jù)吸附前后 COD直的變化和所加廢水的量可求得各組對應的活性炭吸附量，詳見表 2-2。表2-2活性炭吸附處理數(shù)據(jù)表骨口. 序號吸光度（Abs）COD( mg/L)COD去除值(mg/L)活性炭吸附量q（mg/kg）00.215678.0-

15、10.219691.3-13.3-19.9520.205644.733.324.9830.065178.0500.0250.0040.048121.3556.7208.7650.092268.0410.0123.00實驗中，加入100mg活性炭的樣品所計算出的q若為負值，說明活性炭明顯的吸附了溶OJOOCO7,mo圖 2-2 Freundlich劑，因此，只能舍去此值。根據(jù)Freundlich 變形公式，可求出lgC與lgq數(shù)值（詳見表2-3），并畫出等溫曲線圖（圖 2-2）.表2-3 Freundlich擬合所用的lgC與lgq數(shù)據(jù)表骨口. 序號COD( mg/L)活性炭吸附量q （mg/kg）lnqlnC2644.724.983.21816.46883178.02