水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2009

1、水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書武漢理工大學(xué)士建學(xué)院市政工程系二零零七年三月目錄1實(shí)驗(yàn)要求2實(shí)驗(yàn)一混凝實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)二絮凝沉淀實(shí)驗(yàn)9實(shí)驗(yàn)三濾料篩分析實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)四過(guò)濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)五清水充氧實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)六活性污泥性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)21實(shí)驗(yàn)七成層沉淀實(shí)驗(yàn)24實(shí)驗(yàn)八水處理模型實(shí)驗(yàn)27實(shí)驗(yàn)要求1、 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，搞清本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)要求，以及本次實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)的相互關(guān)系，做到心中有數(shù)。2、 在實(shí)驗(yàn)室要首先弄清實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造和尺寸，了解有關(guān)儀器的特點(diǎn)、性能和使用方法，使用貴重儀器時(shí)需得到教師許可，才能動(dòng)用。3、 實(shí)驗(yàn)時(shí)需嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，細(xì)致地觀察實(shí)驗(yàn)中的種種現(xiàn)象，并

2、作好記錄。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練基本操作技能，培養(yǎng)科學(xué)的工作作風(fēng)。4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，學(xué)生先檢查各自實(shí)驗(yàn)記錄，再經(jīng)指導(dǎo)老師審閱，方可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。5、 學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)將所用玻璃器皿和設(shè)備等擦洗干凈，如不慎損壞實(shí)驗(yàn)室物品，應(yīng)向教師報(bào)告并登記，酌情處理。6、 按規(guī)定格式認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并按期交出。實(shí)驗(yàn)混凝實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)行原水混凝實(shí)驗(yàn)操作，了解混凝的現(xiàn)象，過(guò)程及凈水作用2、確定混凝劑的最佳用量。3、確定所用混凝劑在混凝時(shí)最佳pH值及適用范圍(選做)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、DBJ-621型定時(shí)變速攪拌機(jī)1臺(tái)2、GDS3型光電濁度儀1臺(tái)3、秒表1臺(tái)4、1000毫升燒杯6個(gè)5、125毫升水樣瓶6個(gè)6、10毫升、1毫

3、升移液管各1只7、050C溫度計(jì)1只8、50毫升、100毫升量筒各1個(gè)9、濃度為1%和10%的硫酸鋁溶液或三氯化鐵溶液或濃度為0.5%聚合氯化鋁溶液各1瓶。10、濃度為10%的化學(xué)純鹽酸1瓶11、濃度為10%的化學(xué)純氫氧化鈉1瓶三、實(shí)驗(yàn)原理硫酸鋁加入原水后，產(chǎn)生離解和水解作用，具產(chǎn)物為Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)3等，它們一面通過(guò)壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層降低己電位，減小膠粒之間的斥力，從而使膠粒脫穩(wěn)，互相聚合成大顆粒；另一方面Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)3對(duì)于大小膠粒有強(qiáng)烈吸附作用，因此在膠粒之間進(jìn)行架橋，顆粒逐漸變大形成細(xì)研花，細(xì)磯花能粘結(jié)懸浮物質(zhì)吸

4、附溶解雜質(zhì)，與其他研花結(jié)成粗研花，從水中分離出來(lái)，使渾水得到澄清。由于原水的水質(zhì)復(fù)雜，影響因素多，故在混凝過(guò)程中，對(duì)于混凝劑品種的選用和最佳投藥量的決定，必須依靠原水混凝實(shí)驗(yàn)來(lái)決定?；炷龑?shí)驗(yàn)?zāi)康募丛谟诶蒙倭吭?，少量藥劑，并模擬生產(chǎn)中的混凝處理過(guò)程，解決上述問(wèn)題，提供設(shè)計(jì)及生產(chǎn)上的依據(jù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備是一臺(tái)具備六個(gè)轉(zhuǎn)桿的同步變速攪拌機(jī)，由調(diào)壓變壓器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（60-500轉(zhuǎn)/分，使用時(shí)最高300轉(zhuǎn)/分）。實(shí)驗(yàn)時(shí)用六個(gè)燒杯盛等量水樣，分別加入不同用量的藥劑，經(jīng)快速攪拌及沉淀，比較不同燒杯中水樣的處理效果。由于六個(gè)水樣系在完全相同的條件下混凝的，所以它們之間效果的差異，經(jīng)過(guò)分析比較就可以決定最佳投藥

5、量。調(diào)節(jié)攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速及控制攪拌時(shí)問(wèn)，可以達(dá)到模擬水廠的混凝的過(guò)程。因此，所得的劑量即為接近水廠生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳的投藥量。反應(yīng)所能產(chǎn)生的流速梯度G,反映了攪拌強(qiáng)度，反應(yīng)時(shí)GT值一定程度地反映了實(shí)驗(yàn)中能產(chǎn)生的總碰撞次數(shù)。混凝實(shí)驗(yàn)與實(shí)際混凝過(guò)程的相似性，就是借助攪拌機(jī)的作用，控制兩者有相同的GT值來(lái)達(dá)到。實(shí)驗(yàn)（一）最佳劑量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉混凝攪拌機(jī)的操作，選擇適當(dāng)?shù)幕旌蠑嚢柁D(zhuǎn)速（300轉(zhuǎn)/分），混合時(shí)問(wèn)（1分鐘），反應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速（100轉(zhuǎn)/分一60轉(zhuǎn)/分），反應(yīng)時(shí)間（10分鐘）o2、掌握GDS-3B型光電濁度儀測(cè)定濁度的方法。3、測(cè)定原水的濁度、溫度。4、在六個(gè)燒杯中，分別注入混合均勻的水樣1000

6、毫升，將燒杯裝入攪拌機(jī),注意葉片在水中的相對(duì)位置應(yīng)相同。5、選擇各個(gè)燒杯的加藥量。實(shí)驗(yàn)時(shí)硫酸鋁或三氯化鐵用量（以毫升計(jì)）可取以下值:第一組實(shí)驗(yàn)（1%）0.50第二組實(shí)驗(yàn)（4%）1.001.001.201.501.402.002.503.001.601.802.00聚合氯化鋁用量為（以毫升計(jì)）第一組實(shí)驗(yàn)（0.5%）0.200.601.001.401.802.20第二組實(shí)驗(yàn)（0.5%）2.603.003.403.804.204.60將混凝劑量入小量筒，準(zhǔn)備投加。6、按混合攪拌速度300轉(zhuǎn)/分，開動(dòng)攪拌機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，同時(shí)向各燒杯中傾注混凝劑溶液，并用秒表記錄時(shí)間，當(dāng)預(yù)定的混合時(shí)間到達(dá)時(shí)，立即將攪

7、拌轉(zhuǎn)速逐漸降低至規(guī)定的反應(yīng)攪拌速度值，待預(yù)定的反應(yīng)時(shí)間到達(dá)時(shí)，立即停止攪拌。7、在反應(yīng)攪拌開始后，要注意觀察并記錄各個(gè)燒杯先后產(chǎn)生磯花的時(shí)間，磯花的大小，及松散密度程度。8、反應(yīng)攪拌結(jié)束后，輕輕提起攪拌葉片(注意不要再攪拌水樣)，原水靜置沉淀5分鐘，注意觀察磯花沉降情況。9、時(shí)間到達(dá)后，同時(shí)用乳膠管虹吸取出各燒杯中的中層澄清水樣，取樣應(yīng)避免攪動(dòng)已沉淀的磯花。10、測(cè)定各水樣的濁度、PH值，并計(jì)算其除濁百分率丫。Y=(MaMb)/Ma*100%式中：Ma原水濁度，度Mb沉淀后水濁度，度11、重復(fù)510進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析實(shí)驗(yàn)組別姓名日期1、原水水樣描述容積-毫升，溫度C-,濁度度2

8、、混凝條件混合時(shí)間分鐘，速度轉(zhuǎn)/分。反應(yīng)時(shí)間分鐘，速度轉(zhuǎn)/分分鐘，速度轉(zhuǎn)/分分鐘，速度轉(zhuǎn)/分沉淀時(shí)間分鐘，攪拌器葉片直徑米。3、混凝劑溶液品名濃度4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表格（見表11）表11組別燒杯號(hào)原水渾濁度（度）混凝劑投加量（ml）絨粒沉淀出水出現(xiàn)時(shí)問(wèn)（分）大小(mm)渾濁度（度）除濁百分率I123456R123456（1）分別繪制投藥量與沉淀出水濁度，投藥量與除濁百分率的關(guān)系曲線。（2）通過(guò)觀察現(xiàn)象和試驗(yàn)結(jié)果分析，從各種投藥量中，確定最佳投藥量。（3）計(jì)算燒杯內(nèi)水樣混凝過(guò)程中反應(yīng)階段的速度梯度G與GT值及雷諾數(shù)。攪拌機(jī)的功率可接下式計(jì)算：W=14.35d438n2.69p0.69仙0.31W/

9、m3式中：d一葉片直徑（m）n一葉片轉(zhuǎn)速（r/s）P一水的密度（kg/m3）ii一水的動(dòng)力粘滯系數(shù)（Pas）對(duì)1米3的攪拌功率為3P=100O-0.75WW/m30.75一校正系數(shù)速度梯度G為G=（P/仙）0.5s-1雷諾數(shù)用以下公式計(jì)算2Re=n-d-p幾/以式中各項(xiàng)符號(hào)同前。實(shí)驗(yàn)（二）最佳pH劑量實(shí)驗(yàn)（選做）本實(shí)驗(yàn)是用酸堿調(diào)整pH值，使pH值在311左右實(shí)驗(yàn)步驟1 .測(cè)定原水濁度、溫度、pH值。2 .同于實(shí)驗(yàn)（一）的步驟5。3 .用移液管將酸或堿加入各水樣中，用量參照表12。4 .啟動(dòng)攪拌機(jī)，快速攪拌約0.5分鐘，轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分，隨后倒入100毫升燒杯內(nèi)，用pH儀依次測(cè)定各水樣的pH值，

10、記入12表，注意測(cè)后應(yīng)將小燒杯的水倒回原1000毫升燒杯。5 .按實(shí)驗(yàn)（一）所求最佳劑量，將混凝劑量入小量筒，然后按實(shí)驗(yàn)（一）的步驟711進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析實(shí)驗(yàn)級(jí)別姓名日期原水濁度度水溫C,PH混凝劑種類及濃度燒杯號(hào)123456投加10%HCL(ml)1.81.40.50投加10%NaOH(ml)0.10.7pH值混凝劑投加量(ml)剩余濁度(度)混凝條件混合分鐘，轉(zhuǎn)/分。反應(yīng)分鐘，轉(zhuǎn)/分。分鐘,轉(zhuǎn)/分。沉淀分鐘，(1)記錄表格表12(2)以剩余濁度為縱坐標(biāo)，水樣pH值為橫坐標(biāo)，繪制剩余濁度pH值曲線。從曲線中求得該混凝劑的最佳值及pH值適用范圍。實(shí)驗(yàn)二絮凝沉淀實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握絮凝

11、沉淀實(shí)驗(yàn)的步驟與測(cè)試方法。2、繪制去除百分?jǐn)?shù)等值線并計(jì)算沉淀后的總?cè)コ?。二、?shí)驗(yàn)設(shè)備1、靜置沉淀筒(附攪拌器)1套2、光電濁度儀1臺(tái)3、秒表1塊4、125毫升水樣瓶5個(gè)5、混凝劑溶液1瓶6、100毫升量筒2個(gè)7、10毫升移液管1個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理絮凝沉淀(又稱R類沉淀)中的顆粒因不斷絮凝而改變顆粒的大小與密度，對(duì)沉淀過(guò)程產(chǎn)生難以估計(jì)的影響，故不能用理論方程計(jì)算，只能通過(guò)沉淀試驗(yàn)進(jìn)行分析。將試驗(yàn)水樣置于沉淀筒內(nèi)，經(jīng)投加混凝劑并作快速、慢速攪拌以后，讓絮凝顆粒在沉淀筒內(nèi)靜置沉淀。每隔一段時(shí)間，同時(shí)在各取樣口放取水樣測(cè)定其濁度并求去除率，繪制等濃度曲線。理想沉淀池的去除率可根據(jù)等濃度曲線所列資料進(jìn)行計(jì)

12、算。首先選定該池的(2-1)溢流率為U0=h5/t2,沉速等于或大于U0的顆粒被全部去除。而沉速U小于U0的顆粒，只能按Ui/U0的比例去除。由等濃度曲線可見，與Rc相應(yīng)的平均沉速是等于或大于U。，故可全部去除。剩余位于&和Rd之間，Rd和Re之間的顆粒分別以ha/t2與hb/t2的平均沉速下沉。因此沉淀池總的去除率可用下列近似公式計(jì)算：R=Rc+ha/t2U0(Rd-Rc)+hb/t2U0(Re-Rd)+等濃度曲線的間隔縮短，則計(jì)算式的項(xiàng)次增加，可提高總?cè)コ实木?。若按上式?jì)算出的R不符合要求，可重新選擇新的U，0（改變相應(yīng)的沉淀時(shí)問(wèn)t0）,從而選擇一個(gè)合適的沉淀池面積A=Q/U0

13、。由上可知，II類沉淀的沉淀效率不僅取決于溢流率Uo,而且還受沉淀池深度的影響，這一點(diǎn)不同于I類沉淀（分散顆粒沉淀）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)定原水濁度、容積，選定混凝劑投加量并量出混凝劑準(zhǔn)備投加。2、將水樣混合均勻，加入混凝劑快速攪拌，并開泵，同時(shí)打開沉淀筒進(jìn)水閥門，計(jì)時(shí)，啟動(dòng)攪拌器，沉淀筒內(nèi)按300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速快速攪拌。3、原水升至沉淀筒上紅線標(biāo)記處即關(guān)閥門停泵，并記下充水時(shí)間。4、調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器，使沉淀筒內(nèi)轉(zhuǎn)速降至100轉(zhuǎn)/分慢速攪拌10分鐘后，停止攪拌，靜置沉淀。5、自停止攪拌時(shí)計(jì)時(shí)，令t=0,當(dāng)t=15、30、45、60、75、90分鐘，分別從沉淀筒五個(gè)取樣口同時(shí)取水樣各70毫升左右，測(cè)定

14、其濁度，記入表2-1。6、計(jì)算各取樣口在不同時(shí)間所取水樣的濁度去除率，記入表2-1。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析實(shí)驗(yàn)組別姓名日期水溫原水濁度弋口寸間t1=15分t2=30分t3=45分t4=60分t5=75分t6=90分濁度（度）去除率（%）濁度（度）去除率（%）濁度（度）去除率（%）濁度（度）去除率（%）濁度（度）去除率（%）濁度（度）去除率（%）12345（1）記錄表格表21快速攪拌分鐘轉(zhuǎn)/分鐘備中速攪拌分鐘轉(zhuǎn)/分鐘慢速攪拌分鐘轉(zhuǎn)/分鐘注投加混凝劑量進(jìn)水時(shí)間(2)以沉淀時(shí)間為橫坐標(biāo)，深度為縱坐標(biāo)，將各取樣口處顆粒去除百分比的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在方格紙上，用插入法描繪去除百分?jǐn)?shù)等值線。(3)繪簡(jiǎn)圖表示沉淀筒

15、裝置各部名稱與尺寸。(4)按公式(2-1)即可計(jì)算出濁度總?cè)コ?數(shù)值甚微各項(xiàng)可以忽略不計(jì))實(shí)驗(yàn)三濾料篩分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握濾料篩分實(shí)驗(yàn)的方法。2、繪制濾料篩分曲線。3、根據(jù)試驗(yàn)所得篩分曲線進(jìn)行濾料級(jí)配的選用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、恒溫箱（200C）2、6200銅絲網(wǎng)分樣篩，孔徑2.0、1.6、1.25、1.0、0.9、0.8、0.71、0.63、0.56、0.5、0.45、0.355mm一套共12只。3、托盤天平（感量0.1克）1臺(tái)4、石英砂1盤5、鋼絲刷1把三、實(shí)驗(yàn)原理濾料的級(jí)配在濾池運(yùn)行中直接影響出水水質(zhì)、過(guò)濾速度和工作周期，因此，正確選用濾料級(jí)配對(duì)提高濾池工作效率有很大影響。濾料級(jí)配

16、是指濾料粒徑范圍及在此范圍內(nèi)不同粒徑的小濾料所占的百分比。為了合理的選用濾料，一般采用d10、d80、K80三個(gè)指標(biāo)來(lái)控制濾料級(jí)配。d10是指在篩分時(shí)通過(guò)濾料重量10%的篩孔直徑，它反映了濾料中小顆粒的大??；d80是通過(guò)濾料重量80%的篩孔直徑；K80=d80/dw;它表示濾料粒徑的不均勻程度，稱為不均勻系數(shù)。K80愈大，則大小顆粒間的差別愈大，愈不均勻，大小顆粒摻雜的結(jié)果使濾層孔隙率降低，影響濾層的含污能力和增加過(guò)濾時(shí)的水頭損失。反之，K80愈小，則濾料粒徑愈均勻，雖然由于孔隙率的增加能提高濾層含污能力和減少過(guò)濾時(shí)水頭損失，但雜質(zhì)容易穿透濾層，且濾料的利用率低，成本高。普通快濾池的單層濾料（

17、石英砂）通常采用d10=0.50.6mm,K80=22.2。四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .取濾料300克，洗凈后置于恒溫箱中烘干。2 .從干濾料中稱取200克(精確到0.1),置于一組篩中過(guò)篩，最后稱出留在每一篩上的濾料重，并填入表31。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析實(shí)驗(yàn)級(jí)別姓名日期濾料品名濾料重量克(1)濾料篩分析記錄表表31篩孔直徑留在篩上的濾料重通過(guò)該號(hào)篩的濾料重重量(克)%重量(克)%2.01.61.251.00.90.80.70.630.560.500.450.355篩底盤合計(jì)(2)繪制濾料篩分曲線，橫坐標(biāo)表示篩孔直徑，縱坐標(biāo)表示通過(guò)濾料總重量的。(3)根據(jù)濾料篩分曲線，求出©0、d80、Ks

18、o,如ch。、七0、K80不符合要求，可進(jìn)行濾料的級(jí)配，用作圖法求得設(shè)計(jì)最小粒徑dmin和最大粒徑dmax,小于dmin和大于dmax者均棄去不要，便可求得砂樣去除率。實(shí)驗(yàn)四過(guò)濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉過(guò)濾設(shè)備，掌握過(guò)濾與反沖洗實(shí)驗(yàn)方法。2、證明清潔砂層水頭損失與濾速成正比，并將實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比,試分析誤差的原因。3、觀察過(guò)濾裝置反沖洗情況，測(cè)定反沖洗強(qiáng)度與膨脹率的關(guān)系。、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、6100毫米過(guò)濾裝置1套2、秒表1只3、50亳升、500毫升量筒、1000亳開燒杯各1臺(tái)4、溫度計(jì)、鋼尺各1套三、實(shí)驗(yàn)原理與步驟1、清水過(guò)濾(1)、濾層先進(jìn)行反沖洗，然后以清水快速過(guò)濾約5分鐘，使

19、砂面在以后過(guò)濾過(guò)程中保持穩(wěn)定。(2)、將過(guò)濾器出水閥門關(guān)小至出水流量約為11亳升/秒(相當(dāng)于6100過(guò)濾器中的濾速約為5米/小時(shí))，待測(cè)壓管水頭穩(wěn)定后，一人用量筒和秒表測(cè)定流量，一人同時(shí)讀出濾層面以上和濾層底部以下兩測(cè)壓管水頭讀數(shù)，如此測(cè)定三次，記入表41。(3)、將過(guò)濾器出水閥門逐漸開大，按步驟(2)依次測(cè)定68次，記入表41,最后一次出水流量控制在6070毫升型'左右。(相當(dāng)于6100過(guò)濾器濾速約2832米/時(shí))。2、濾池反沖洗(1)、關(guān)閉過(guò)濾器進(jìn)水閥門，待過(guò)濾器中水位降至砂面上10cm處，然后關(guān)閉過(guò)濾器出水閥門（2）、緩緩開啟反沖洗水管及反沖洗排水管閥門，控制濾層膨脹率為10%、

20、20%、30%、40%、50%（膨脹率刻度事先已標(biāo)好），待濾層表面穩(wěn)定后，一人用秒表和量筒測(cè)定反沖洗流量，記入表4-2。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與分析實(shí)驗(yàn)組別姓名日期過(guò)濾器直徑厘米面積厘米2（1）記錄表格4-1,4-2。（2）以濾速為橫坐標(biāo)，水頭損失為縱坐標(biāo)，在方格紙上繪制水頭損失與濾速關(guān)系曲線，試分析水頭損失理論值與實(shí)測(cè)值之間誤差原因。（3）以水頭損失為橫坐標(biāo)，濾層深度為縱坐標(biāo)（向下），繪制不同濾速時(shí)，濾料深度與水頭損失的關(guān)系曲線。（4）以沖洗強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，濾層膨脹率為縱坐標(biāo)，繪制沖洗強(qiáng)度與膨脹率關(guān)系曲線。清潔砂層水頭損失實(shí)驗(yàn)表41序號(hào)測(cè)定次數(shù)水量V時(shí)間t（秒）流里Q=V/t（毫升/秒）濾速U實(shí)測(cè)水

21、頭損失（厘米）Q/w36Q/w測(cè)壓管水頭h=h1-h4（厘米/秒）（米/時(shí)）h1h411223344556677沖洗強(qiáng)度與濾層膨脹率關(guān)系表4-2序號(hào)測(cè)定次數(shù)水量V（亳升）時(shí)間t（秒）流量Q=V/t（亳升/秒）沖洗強(qiáng)度q=Q/a（厘米儂）濾層膨脹率e（%）1123平均2123平均3123平均4123平均5123平均實(shí)驗(yàn)五清水充氧實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加強(qiáng)理解曝氣充氧的原理及影響因素；2、了解掌握曝氣設(shè)備清水充氧性能測(cè)定的方法；3、測(cè)定曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa、計(jì)算充氧能力Qs。二、實(shí)驗(yàn)原理曝氣是人為地通過(guò)一些設(shè)備，加速向水中傳遞氧的過(guò)程。常用的曝氣設(shè)備，分為機(jī)械曝氣與鼓風(fēng)曝氣兩大類。無(wú)論哪一種

22、曝氣設(shè)備，具充氧過(guò)程均屬傳質(zhì)過(guò)程?？諝庵械难跸蛩修D(zhuǎn)移的機(jī)理為雙膜理論。當(dāng)氣液兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其接觸面（界面）的兩側(cè)分別存在著氣體邊界層（氣膜）和液體邊界層（液膜）。氧在氣相主體內(nèi)以對(duì)流擴(kuò)散方式通過(guò)氣膜，最后以對(duì)流擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)移到液相主體一一水中，由于對(duì)流擴(kuò)散的阻力比分子擴(kuò)散的阻力小得多，所以氧的轉(zhuǎn)移阻力集中在雙膜上（主要來(lái)自液膜）0根據(jù)傳質(zhì)原理，氧向水中轉(zhuǎn)移的速率與水中虧氧量及氣液接觸界面面積成正比。其基本方程式為：dC/dt=KLa（Cs-C）變量分離積分整理后，得曝氣設(shè)備總轉(zhuǎn)移系數(shù)：KLa=2.303/（t-t0）-lg（Cs-C0）/（Cs-Ct）式中：KLa一氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)（1/分或1

23、/時(shí)）；t曝氣時(shí)間（分）t0C0=0時(shí)的初始時(shí)間C0曝氣初時(shí)池內(nèi)溶解氧濃度，實(shí)驗(yàn)時(shí)使C0=0Cs曝氣池內(nèi)液體飽和溶解氧值（mg/L）Ct曝氣某一時(shí)刻t時(shí)，池內(nèi)溶解氧濃度（mg/L）由上式可看出，影響氧速率KLa的因素很多，除了曝氣設(shè)備本身結(jié)構(gòu)尺寸，運(yùn)行條件之外，還與水質(zhì)、水溫有關(guān)。為了進(jìn)行互相比較，以及向設(shè)計(jì)、使用部門提供產(chǎn)品性能，故產(chǎn)品給出的充氧性能均為清水、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，即清水（一般多為自來(lái)水）一個(gè)大氣壓20c下的充氧性能。實(shí)驗(yàn)是采用靜態(tài)（非穩(wěn)態(tài)）測(cè)試方法，即向曝氣桶內(nèi)注滿所需水后，將待曝氣之水以亞硫酸鈉為脫氧劑，氯化鉆為催化劑，脫氧至零后開始曝氣，向水中充氧，液體中溶解氧濃度逐漸提高，液體

24、中溶氧的濃度C是時(shí)間t的函數(shù)。曝氣后每隔一定t時(shí)間取曝氣水樣，測(cè)定水中溶解濃度，從而利用上式計(jì)算KLa值或以虧氧量（Cs-Ct）為縱坐標(biāo)，t時(shí)間為橫坐標(biāo)在半對(duì)數(shù)格紙上繪圖，其直線之斜率即為KLa值。三、實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備1、表面曝氣機(jī)1套2、曝氣筒1個(gè)3、攪棒1根4、小燒杯2個(gè)5、粗天平1臺(tái)6、秒表1塊7、溶解氧測(cè)定裝置1套四、實(shí)驗(yàn)步驟1、向曝氣筒內(nèi)注入清水（自來(lái)水）,測(cè)定水樣體積V（m3）和水溫t（C）;2、由水溫查出實(shí)驗(yàn)條件下水樣溶解氧飽和值Cs,并本g據(jù)Cs和V求投藥量，然后投藥脫氧；（1）、脫氧劑亞硫酸鈉（NaSO3）用量計(jì)算。在清水中加入Na2SO37H2O還原齊1J來(lái)奪取水中的溶解氧。

25、因?yàn)榉肿恿勘葹椋篛2:2Na2SO37H2O=32/2X2521/16所以Na2SO37H2O理論用量為水樣溶解氧含量的16倍，考慮到水中有部分雜質(zhì)消耗了一部分亞硫酸鈉，為了使水中溶解氧全部消除，實(shí)際用量為理論的1.5倍。故本實(shí)驗(yàn)投加的NazSQ用量為：G=1.5X16Cs.V=24CsV式中：G亞硫酸鈉投加量(g)Cs實(shí)驗(yàn)時(shí)水溫條件下水中飽和溶解氧值(mg/L)V水樣體積(m3)(2)、根據(jù)水樣體積V確定催化劑(鉆鹽)的投加量。經(jīng)驗(yàn)證明，清水中有效鉆離子濃度約0.4mg/l為好，一般使用氯化鉆(COC12-6H2。)或硫酸鉆(COSO4-7H2O)o因?yàn)椋篊OSO4-7H2O/CO+=281

26、/59=4.76COC126H2O/CO+=238/59=4.0所以單位水樣投加鉆鹽量為：COSO4-7H20:0.4X4.76=1.9g/nf3COCI26H20:0.4X4.0=1.6g/m3本實(shí)驗(yàn)所需投加鉆鹽為：COSO4-7H2O:1.9V(g)COCI2-6H2O:1.6V(g)式中：V水樣體積(m3)(3)、將Na2SO3用熱水化開，均勻倒入曝氣筒內(nèi)，溶解的鉆鹽倒入水中，并開動(dòng)攪拌葉輪輕微攪動(dòng)使其混合，進(jìn)行脫氧。3、當(dāng)清水脫氧至零時(shí)，提高葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行曝氣，并計(jì)時(shí)。每隔半分鐘測(cè)定一次溶解氧值(用碘量法每隔1分鐘測(cè)定一次)，直到溶解氧達(dá)到飽和為止。五、數(shù)據(jù)記錄與整理1、將測(cè)定數(shù)據(jù)記錄于

27、下表中水溫C水樣體積m3Cs=mg/L亞硫酸鈉用量g氧化鉆用量g表51水樣瓶編R時(shí)間t硫代硫酸鈉用里(ml)Ct(mg/1)CsCtig(Cs-Ct)KLa12，9102、根據(jù)測(cè)定記錄，計(jì)算KLa值(1)、根據(jù)公式計(jì)算KLa=2.303/(t-t0)-lg(Cs-C0)/(Cs-Ct)(2)、用圖解法計(jì)算KLa值用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙作虧氧值Cs-Ct和t時(shí)間的關(guān)系曲線，其斜率即為KLa值(3)、計(jì)算葉輪充氧能力QsQs=60KLaCsV/1000(kg/h)式中：1000-由毫克/升化為公斤/米3的系數(shù)60由分鐘化為小時(shí)的系數(shù)KLa一氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)(1/分)Cs飽和溶解氧(mg/L)V水樣的體積(m

28、3)六、問(wèn)題討論注意實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異樣情況，并分析其原因。實(shí)驗(yàn)六活性污泥性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定曝氣池活性污泥的工作參數(shù)：MLSS、MLVSS、SV、SVI。2、水份快速測(cè)定儀的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理混合液固體（MLSS）:亦稱混合液污泥濃度。系曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合液懸浮固體數(shù)量，單位為：mg/Lo混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）:系指混合液懸浮固體中有機(jī)物的重量。污泥沉降比（SV%）:系指曝氣池混合液在100ml量筒中靜止沉淀30分鐘后，沉淀污泥與混合液之體積比（）。污泥指數(shù)（SVI）:系指曝氣池出口處混合液經(jīng)30分鐘靜沉后，一克干污泥所占的容積以亳升計(jì)：SVI=混合液30

29、分鐘靜沉后污泥容積（mL/L）/污泥干重（g/L）=10SV/MLSS（mL/g）三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1、100ml量筒3個(gè)2、500ml燒杯2個(gè)3、秒表1塊4、玻璃棒1根5、真空過(guò)濾裝置1套6、水份快速測(cè)定儀1臺(tái)7、定量濾紙數(shù)張8、馬福爐1臺(tái)9、土甘竭1個(gè)10、分析天平1臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)步驟1、SV的測(cè)定：自曝氣池中取來(lái)混合液，倒入100ml量筒內(nèi)100ml,靜置沉淀30分鐘，記錄沉淀污泥體積。2、MLSS的測(cè)定：(1)、取定量濾紙一張放入水份快速測(cè)定儀稱盤上，開燈烘烤一分鐘，稱重并記錄(W1)于表6-1中。(2)、將稱重后的濾紙小心地鋪于布氏漏斗內(nèi)，并將濾紙同周圍用蒸儲(chǔ)水打濕，以防漏氣。(3)、將

30、測(cè)定SV的100ml量筒內(nèi)的液體徐徐倒入漏斗內(nèi)，啟動(dòng)真空泵，抽濾。為了使活性污泥全部轉(zhuǎn)移到漏斗內(nèi)，量筒至少用蒸儲(chǔ)水沖洗2次。(注意：蒸儲(chǔ)水不宜過(guò)多)。(4)、抽濾后，將載有混合液懸浮物的濾紙小心地拿出，放入水份快速測(cè)定儀稱盤上，開燈烘烤直至讀數(shù)(指針)穩(wěn)定，并作記錄(W2)于表6-1中。3、MLVSS的測(cè)定：(1)、將上述截有混合液懸浮物的、且烘干了的濾紙，記入已知重量(W3)的竭地內(nèi)，并一同置入馬福爐內(nèi)焙燒。(2)、待有機(jī)物全部燃燒揮發(fā)后，將培竭出并稱量(W4)。五、記錄與數(shù)據(jù)處理MLSS=(W2-W1)/V(mg/L)式中：W一濾紙的凈重(mg)W2濾紙及截留懸浮物固體的重量之和(mg)V

31、水樣體積(L)MLVSS=(W2-W1)(W4-W3)/V(mg/L)式中：W3一培竭重量(mg)W4土甘竭與無(wú)機(jī)物總重(mg)其余同上式：SVI=10-SV/MLSS(mL/g)活性污泥性能測(cè)定表表6-1實(shí)驗(yàn)次數(shù)W1(mg)W2(mg)W2-W1(mg)W3(mg)W4(mg)W4-W3(mg)SV(%)MLSS(mg/l)MLVSS(mg/l)SVI(ml/g)一一三六、實(shí)驗(yàn)討論用你所測(cè)得的上述指標(biāo)評(píng)價(jià)該活性污泥的性能。實(shí)驗(yàn)七成層沉淀實(shí)驗(yàn)成層沉淀實(shí)驗(yàn)是研究濃度較高的懸浮顆粒的沉淀規(guī)律。一般是通過(guò)帶有攪拌裝置的沉淀柱的靜沉實(shí)驗(yàn)，獲取泥面沉淀過(guò)程線，借此不僅可以對(duì)比分析顆粒沉淀性能，也是給水，

32、污水處理工程中某些構(gòu)筑物（例如二沉池、濃縮池）設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要基礎(chǔ)資料。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .加深對(duì)成層沉淀特點(diǎn)、基本概念及沉淀規(guī)律的理解；2 .掌握用實(shí)驗(yàn)的方法得到二沉池、濃縮池的設(shè)計(jì)參數(shù)；3 .加深理解成層沉淀實(shí)驗(yàn)對(duì)二沉池運(yùn)行指導(dǎo)的重要性。二、實(shí)驗(yàn)原理污水中懸浮顆粒的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，因顆粒間相互影響，相互制約，而使其結(jié)合成一群體，以同一速度下沉，在沉降過(guò)程中液體與顆粒群之間有一清晰界面，界面的下沉速度即為顆粒的沉降速度。該速度與污泥性質(zhì)，原水濃度有關(guān)，而與沉降深度無(wú)關(guān)。由于各種污水、污泥的性質(zhì)不同，目前尚無(wú)一種普遍適用的沉降理論。因此，在設(shè)計(jì)二沉池或指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，往往需用實(shí)驗(yàn)分析的方法得到必要的參數(shù)。本實(shí)驗(yàn)方法采用多次靜態(tài)沉淀試驗(yàn)的方法，其原理是：曝氣池的混合液進(jìn)入二沉池后，污泥向下沉降是由兩個(gè)因素所致，即（1）由沉淀池底部排泥引起的沉降；（2）由污泥自重產(chǎn)生的沉降。這一沉降過(guò)程，可以用固體通量（即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的固體質(zhì)量）法來(lái)表示。Gt=Gv+Gb=vC+uC式中：Gt總的固體通量（kg/m2h）Gv由底部排泥引起的固體通量（kg/m2h）Gb由于污泥自重產(chǎn)生的固體通量（kg/m