环境工程学实验补充资料

混凝实验 一 实验目的 1 观察混凝现象及过程 加深对混凝理论的理解 2 选择和确定最佳混凝工艺条件 3 了解影响混凝条件的相关因素 二 实验内容1 熟悉搅拌机 浊度计和pH计的使用 2 测定原水样的浊度 pH值和水温 原水样取自十字河水 3 确定混凝剂的最小和最佳投加量 二 实验原理水中的胶体颗粒 主要是带负电的黏土颗粒 胶体间的静电斥力 胶粒的布朗运动及胶体表面的水化作用 使胶粒具有分散稳定性 三者中以静电斥力影响最大 因此 胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的 向水中加入混凝剂能提供大量的正离子 压缩胶团的扩散层 使 电位降低 静电斥力减少 此时 布朗运动由稳定因素转变为不稳定因素 也有利于胶粒的吸附凝聚 水化胶中的水分子与胶粒有固定联系 具有弹性和较高黏度 把这些分子排挤出去需要克服特殊阻力 阻碍胶体直接接触 有些水化膜的存在决定于双电层状态投加混凝剂降低 电位 有可能使水化作用减弱 混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水分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 即使 电位没有降低或降低不多 胶粒不能相互接触 通过高分子链状物吸附胶粒 也能形成絮凝体 水力条件对混凝效果有重要影响 两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间 搅拌强度 常用速度梯度G来表示 在混合阶段 要求混凝剂与废水迅速均匀的混合 要求G在500 1000s 1 搅拌时间t应在10 30s 而反应阶段既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会 又要防止生成的絮体被打碎 因此搅拌强度要逐渐减小 而反应时间要长 相应G和t值分别应在20 70s 1和15 30min 一般Gt值应在104 105之间为宜 四 实验设备 仪器及药品 一 实验设备和仪器1 六联搅拌器一台 2 浊度仪一台 3 酸度计一台 4 烧杯1000ml 500ml 200ml各六只 5 烧杯500ml三只 6 移液管1ml 2ml 5ml 10ml各4支 7 注射针筒50ml2支 8 温度计0 100 一支 二 实验用药品1 硫酸铝 2 三氯化铁 3 盐酸10 质量分数 4 氢氧化钠10 质量分数 5 聚丙烯酰胺 1mg L 五 实验操作步骤1 混凝剂的确定在硫酸铝 三氯化铁 聚丙烯酰胺三种混凝剂中 确定一种最佳混凝效果的混凝剂 1 确定原水特征 即测定原水的浊度 温度 pH值 记录在表1中 2 用三只500ml的烧杯 分别取200ml原水 将装有水样的烧杯置于混凝仪上 3 分别向三只烧杯中加入硫酸铝 三氯化铁 聚丙烯酰胺 每次加1 0ml 同时进行搅拌 中速150r min 5min 直到其中一个出现矾花 这时记录下每个试样中 混凝剂的投加量 并记录在表1中 4 停止搅拌 静止10min 5 用50ml注射针筒抽取上清液 用浊度计测出三个水样的浊度记录在表1中 6 根据测得的浊度确定最佳混凝剂 2 确定混凝剂的最佳用量 1 用六只1000ml烧杯 分别取800ml原水 将装有水样的烧杯置于混凝仪上 2 采用实验1中选定的最佳混凝剂 按不同的投加量 依次按25 100 的剂量 分别加入到800ml原水中 利用均分法确定此组实验的6个水样的混凝剂投加量 记录 在表2中 3 启动搅拌器 快速搅拌约300r min 0 5min 中速搅拌约150r min 5min 慢速搅拌约70r min 10min 4 搅拌过程中 注意观察 矾花 的形成过程 5 停止搅拌 静止沉淀10min 然后用50ml注射针筒分别抽取6个烧杯中的上清液 同时用浊度计测定水的剩余浊度 记录在表2中 3 最佳pH值的影响 1 用六只1000ml烧杯 分别取800ml原水 将装有水样的烧杯置于混凝仪上 2 调整原水pH值 用移液管依次向1 2 3 装有原水 的烧杯中 分别加入2 5ml 1 5ml 1 0mlHCl 再向4 5 6 装有原水的烧杯中 分别加入0 2ml 0 7ml 1 2mlNaOH 3 启动搅拌机 快速搅拌约300r min 0 5min 随后停机 从每只烧杯中50ml水样 依次用酸度计测定各水样的pH值 记录在表3中 4 用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混凝剂 投加量照最佳投药量实验中得到出的最佳投加量而确定 5 启动搅拌器 快速搅拌约300r min 0 5min 中速搅拌约150r min 10min 慢速搅拌约70r min 10min 6 静止10min 用50ml注射针筒抽出烧杯中的上清液 共抽三次约150ml 放入200ml烧杯中 同时用浊度仪测定剩余水的浊度 每只水样测三次 记录在表3中 六 实验数据及结果整理表1原始数据及三种混凝剂浊度测定记录表 表2某一种混凝剂投加量的最佳选择 表3最佳pH值选择 七 思考题1 根据实验结果以及实验中所观察到的现象 简述影响混凝的几个主要因素 2 为什么加大药量时 混凝效果不一定好 3 pH值有什么影响 氧传递系数测定实验 一 实验目的 1 了解 和 的意义 2 掌握非耗氧生物污水 值的测定 二 实验原理影响氧转移的主要因素有 曝气水水质 曝气水水温 氧分压 气液之间的接触面积和接触时间 水的紊流程度等 而曝气水的水质对氧转移造成的影响主要表现在以下两个方面 1 由于待曝气充氧的污水中含有各种各样杂质 如表面活性剂 油脂 悬浮固体等 它们会对氧的转移产生一定影响 特别是在两活性物质这类两亲分子会集结在气 液接触面上 阻碍氧的扩散 相对于清水 污水曝气充氧得到的氧转移系数K La会比清水中的氧总转移系数KLa低 为此引入修正系数 K La KLa 该式是在相同的设备中 在相同条件下数值比较 2 由于污水中含有大量盐分 它会影响氧在水中的饱和度 相对于相同条件的清水而言 污水中氧的饱和度C S要比清水中的氧饱和度CS低 为此引入 C S CS 转移速度由下式表示 dc dt K La C S CS 式中符号同上 本实验采用间歇非稳态实验方法 即在相同条件下按照对清水实验的方法 分别对清水和污水 十字河水 进行充氧实验 利用实验得出的数据应用公式计算出 值 因为是对比实验 实验中应严格控制基本实验条件 如水温 水量 供气量等 以保证数据可靠 三 实验设备及仪器 1 实验装置 有鼓风机 转子流量计 曝气筒等 2 温度计 秒表 3 碘量法测定溶解氧时所需的药品及仪器 4 实验水样 十字河水和自来水 四 实验试剂 1 脱氧剂 无水亚硫酸钠 2 催化剂 氯化钴 0 1mg L 3 针筒50ml 五 实验步骤及记录1 分别将待曝气污水和清水注入曝气筒 水位相同 2 分别从两个曝气筒取样测溶液溶解氧浓度 计算脱氧剂无水亚硫酸钠和催化剂氯化钴的投加量 计算公式 2Na2SO3 O2 2Na2SO4 由化学方程式可得亚硫酸钠的用量 g 1 1 1 5 G 8 mg L G 水中含氧量mg L3 氯化钴的用量 0 1 V mg V 水的总体积L 4 将所得脱氧剂用温水化开 加入曝气筒中 并加入计算好的催化剂 充分混合 反应大约10min 5 待曝气筒内溶解氧降至0后 打开鼓风机 调节气量 同时向两个曝气筒曝气 并开始计时 当时间为1 2 3 4 5 7 9 11 取样测定溶解氧浓度 直到溶液中溶解氧浓度稳定 饱和 为止 并将清水中饱和值记为CS及污水中的饱和值记为C S 5 记录数据至表1中 六 实验数据及结果整理