水污染控制工程Ⅱ实验指示书.doc

水污染控制工程（）实验指示书龙曼 李莉城市建设与环境工程学院二0一四年八月目 录实验一 酸性污水过滤中和实验实验二 活性污泥特性实验实验三 污泥比阻的测定实验实验一 酸性废水过滤中和实验一 、实验目的过滤中和法适用于处理含酸度较低（约3-4%以下）的酸性废水，废水在滤池中进行中和作用的时间，滤速与废水中酸的种类，浓度有关。通过实验可以确定滤速，滤料消耗量等参数，为工艺设计和运行管理提供依据。通过实验希望达到下述目的：（1）测定石灰石（碳酸钙）滤料的中和效果；（2）测定膨胀式中和过滤的工艺参数。二 实验原理钢铁、电镀、化工、机械等工业部门都排出酸性物质的工艺废水，酸性废水可以分为三类：1. 含有强酸（如：HCl、HNO），其钙盐易溶解于水；2. 含有强酸（如：H2SO4），其钙盐难溶解于水；3.含有弱酸（如：CO2、CH3COOH）。目前采用的滤料有石灰石、大理石和白云石，最常用的是石灰石。中和第一类酸性废水，各种滤料都可以采用，反应后生成的盐类溶解于水而不沉淀，例如石灰石与HCl的反应为：2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2第二类酸性废水中和反应和反应后生成的钙盐难溶于水，会附着于滤料表面，减慢中和反应速度。其反应式如下：H2SO4+CaCO3CaSO4+H2O+CO2弱酸与碳酸盐中和反应速度很慢，采用过滤中和法时滤速应小些。三、实验设备和仪器1. 膨胀式过滤中和柱1支，=100mm,H=2000mm2. 石灰石滤料 d=1.0-2.0mm.3. 秒表 1只4. 酸水箱 1个5. 泵 1台6. pH计 1台7. 500 ml量筒 1个8. 250ml烧杯 2个四、实验步骤1. 测定出石灰石中滤料高度1m，垫层0.1m。2. 关闭模型上的进、出水阀。3. 适度开启酸水箱的排水阀取水样于250ml烧杯中测原水pH值。4. 开启水泵电源并打开进水阀，使水缓慢进入过滤中和柱。5. 建议调节进水阀使滤料层高度分别为1.10m、1.20 m、1.30 m、1.40 m、1.50 m、1.60 m。每调整一次时，待滤料层的高度稳定后，记录下膨胀高度，同时在出流管处用体积法测定流量。观察中和出现的现象。6. 稳定几分钟后，取样200ml搅拌后静止测定出水pH值。五、实验结果整理及分析、填写实验报告中和实验记录表室温 滤料名称水温 起始滤料高度滤柱直径滤料粒径观察次数流量（L/S）流速（m/h）pH植膨胀后滤料层高度（mm）出水进水实验二 活性污泥的特性实验一、实验目的通过本综合性实验的训练，掌握沉降比，混合液污泥浓度、污泥指数和污泥挥发份的测定，以及生物相的观察。掌握对试验数据的测定、分析和处理方法，以及实验研究报告的编写方法。使学生加深理解污泥沉降性、生物絮凝、污泥活性及生物相等知识点之间的联系。二实验的主要内容1.沉降比测定2.混合液污泥浓度测定3.污泥指数测定4.污泥挥发份的测定5.生物相及生物絮体观察三基本要求1.掌握MLSS、MLVSS、SV及SVI指标的测试方法。2.掌握生物相的观察方法。3.掌握实验研究报告的编写方法。四、实验装置及材料1实验装置曝气池模型一套 2使用仪器、材料（1）100ml量筒一只；（2）洗耳球一个；（3）虹吸管一只；（4）电钟一只；（5）1/万分天平一只；（6）烘箱一台；（7）高温炉一台；（8）漏斗一只；（9）三角瓶一只；（10）瓷坩埚一只；（11）带盖称量瓶一只；（12）定量滤纸一张；（13）干燥器一只。五、实验方法和步骤1.滤纸、称量瓶、瓷坩埚的处理在做实验前先将滤纸折好，称量瓶和瓷坩埚编号，将折好的滤纸放入已编号的带盖称量瓶内。将称量瓶和滤纸一同放入烘箱中进行干燥，当温度升至105-110oC的范围时恒温两小时取出来放入干燥器中冷却半个小时称量并记录下编号和重量W1。将已编号的瓷坩埚放入高温炉中进行灼烧。在600oC的温度范围内恒温30分钟。取出来放入干燥器中冷却30分钟称重，并记录下瓷坩埚的编号和重量W2。2.沉降比SV测定用虹吸管从曝气池的曝气区中去混合液至100ml的量筒刻度，记下取样时间。观察悬浮物在量筒中的沉降现象。待沉淀30分钟时纪录悬浮物的体积，根据总体积和悬浮物所占的体积的关系算出SV30，用百分率来表示。式中：量筒中悬浮物的体积（ml）水样的体积（ml）3.混合液污泥浓度MLSS测定将已称量并记录下编号和重量的滤纸从称量瓶中取出来放在漏斗中用蒸馏水贴好。将漏斗放在三角瓶上，接着将量筒中的水样慢慢倒入漏斗中进行过滤。过滤完后，将滤纸与悬浮物一同放入原称量瓶中，将称量瓶滤纸、悬浮物一起放在烘箱内干燥。在105-110oC的范围内恒温二个小时取出冷却半个钟头、称重记下滤纸、悬浮物、称量瓶的重量W2计算悬浮物重量。算出混合液悬浮物浓度。悬浮物重量= W2 W1（g）悬浮物浓度： 4.污泥指数SVI测定根据沉降比、污泥浓度和污泥指数这三者的关系计算出污泥指数。5.污泥挥发份的测定将带悬浮物的滤纸、放入已称重的瓷坩埚内，将瓷坩埚、滤纸和悬浮物一起放入高温炉中，在600oC的高温中灼烧30分钟，取出后放在干燥器中冷却半小时称重记录下重量W4。此重为坩埚与残渣重可计算出挥发份重，然后根据挥发份重和悬浮物的关系计算出挥发份。残渣重=W4 W3（g）挥发重量=（W2 W1）-（W4 W3）挥发分W4瓷坩埚与残渣重（g）6.生物相的观察 采用显微镜对生物相进行观察。实验三 污泥比阻的测定实验一、实验目的污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等，其基本原理相同。污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液，固体颗粒则被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。造成压力差推动力的方法有四种：1 依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场脱水）；2 在过滤介质的一面造成负压（如真空脱水）；3 加压污泥把水分压过介质（如压滤脱水）；4 造成离心力（如离心脱水）。不管哪种脱水方式，污泥在脱水过程中都会受到来自过滤介质和滤饼本身的阻力，阻力越大，污泥脱水性能就越差，比阻测定的目的就是了解不同污泥的脱水性能，以便确定产生最小比阻的泥饼所需的最佳混凝剂投加量。本试验是用于判断污泥脱水性能的综合性试验，试验综合了污泥的含水率、污泥含水成分、污泥比重、污泥浓度、达西定律等相关概念和知识点，也综合了MLSS的测定方法。试验结果对于污水处理厂污泥调质、污泥脱水设备的运转调整、保持良好的脱水效果都有重要的指导意义。二、实验原理比阻是衡量污泥脱水性能的指标，基本概念是指在一定压力下，单位过滤介质面积上单位重量的干污泥所受到的阻力，常用R（m/kg）表示，计算公式如下： （1）式中：P为脱水过程中的推动力（kg/m2）；对于真空脱水，P为真空能够形成的负压，对于压滤脱水，P为滤布施加到污泥层上的压力； A为过滤面积，（m2）； b为比阻测定中的一个斜率系数，其值取决与污泥的性质（S/m6）； 为滤液的粘度（kgs/m2）； W为单位体积滤液所产生的干污泥重量（kg/m3）式中过滤压力、过滤面积可以设为一定，滤液的粘度也可由表1在对应水温下查得，因此，比阻测定的关键是求得b和W。过滤开始时，滤液仅需克服过滤介质的阻力，当滤饼逐渐形成后，还必须克服滤饼本身的阻力。通过分析可得出著名的卡门过滤基本方程： （2）式中：V滤液体积，m3； t过滤时间，s； P过滤压力，kg/m2； A过滤面积，m2； 为滤液的粘度（kgs/m2）； Rf过滤介质的阻抗，1/m2。从上式看出，在压力一定的条件下过滤，t/V与V呈直线关系，直线的斜率和截距分别为：； （3）由W的定义有： （4）式中：Q0污泥量，mL； Qy滤液量，mL； Cg滤饼中固体物质浓度g/mL。由液体平衡关系可得： （5）有固体物质的质量平衡可得： （6）式中：C0原污泥中固体物质浓度，g/mL； Cy滤液中固体物质浓度，g/mL； Qg滤饼量，mL。由上各式并加以简化得： （7）将测得的b、W带入比阻计算公式，可求出污泥的比阻。表1 水的动力粘滞度水温（）（kgs/m2）水温（）（kgs/m2）01.81410-4151.16410-451.54910-4201.02910-4101.33510-4300.82510-4二、实验装置试验装置主要包括布氏漏斗、过滤介质、抽滤器、量筒（具塞）、真空表和真空泵组成。装置见图1。测定过程中需要秒表计时。三、实验步骤1 取待测泥样，先测定污泥浓度C0，再取待测泥样100mL待测。2 对于真空脱水，则在布氏漏斗的金属托网上铺一层滤纸，并用少许蒸馏水湿润；对于压滤脱水，则在布氏漏斗的金属托网上铺一层滤布，也用少许蒸馏水湿润。3 将100mL待测泥样均匀倒入漏斗内的滤纸或滤布上，静置一段时间，直至漏斗底部不再有滤液流出，该段时间一般约为2min。4 开启真空泵，至额定真空度（一般为380mmHg）时，开始记录滤液体积，每隔15秒记录一次，直至漏斗污泥层出现裂缝，真空被破坏为止。在该过程中，应不断调节控制阀，以保持真空度的恒定。5 从滤纸或滤布上取出部分泥样，测定其Cg，从量筒中取出部分滤液，测定其含固量Cy，并测定滤液水温。6 将记录的过滤时间t除以对