水污染实验讲义.doc

实验一 废水SS和浊度的测定课时安排：2学时实验课（验证性）实验名称：废水悬浮固体和浊度的测定教学目的要求：1、了解悬浮物的基本概念。2、掌握重量法测定水中悬浮物的原理和方法。教学内容：1. 仪器操作演示。2. 基本理论知识的运用，实际问题解决的过程。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 一、 实验目的 1、了解悬浮物的基本概念。 2、掌握重量法测定水中悬浮物的原理和方法。二、 实验原理 水质中悬浮物是指水样通过孔径为0.45m的滤膜（滤纸），截留在滤膜上并于103烘干至恒重的固体物质。按重量分析要求，对通过水样前后的滤膜进行称量，算出一定量水样中颗粒物的质量，从而求出悬浮物的含量。三、 仪器和试剂 1、仪器：常用实验室仪器和以下仪器： a全玻璃微孔滤膜过滤器或玻璃漏斗； bCN-CA滤膜(孔径0.45m、直径60mm)或中速定量滤纸； c吸滤瓶、真空泵； d电子天平； e 干燥器。 2、试剂：蒸馏水或同等纯度的水。四、 操作步骤 1、采样：按采样要求采取具有代表性水样5001000mL（注意不能加入任何保护剂，以防破坏物质在固、液间的分配平衡。漂浮和浸没的不均匀固体物质不属于悬浮物质，应从水样中除去。） 2、滤膜（滤纸）准备：将微孔滤膜（滤纸）放于事先恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103105烘干1小时后取出置于干燥器内冷却至室温，称其质量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的质量差0.2mg。3、 量取充分混合均匀的试样150mL全部通过上面称至恒重的滤膜（滤纸）过滤，再用蒸馏水洗残渣35次，之后，仔细取出载有悬浮物的滤膜（滤纸）放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中103105烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其质量。反复烘干、冷却、称量，直到两次称量的质量差0.4mg为止。五、 结果的表示 悬浮物含量C(mg/L)按下式计算： 式中：C水中悬浮物浓度，mg/L； A悬浮物+滤膜+称量瓶重量，g； B滤膜+称量瓶重量，g； V试样体积，mL。B浊度的测定 （光电式浊度仪）一、原理 浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水样呈现浊度。水的浊度大小不仅和水中存在颗粒物含量有关，而且和其粒径大小、形状、颗粒表面对光散射特性有密 切关系。 二、测定 采用光电式浊度仪测定水样浊度。六、 注意事项 1、采集的水样应尽快分析测定。如需防置，应贮存在4冷藏箱中，但最长不得超过七天。2、滤膜上截留过多的悬浮物可能夹带过多的水分，除延长干燥时间外，还可能造成过滤困难，遇此情况，可酌情少取试样。滤膜上悬浮物过少，则会增大称量误差，影响测定精度，必要时，可增大试样体积，一般以510mm悬浮物做为量取试样体积的适用范围。参考书目： 高廷耀等. 水污染控制工程（第三版）. 北京：高等教育出版社，2007 彭党聪. 水污染控制工程实践教程. 北京：化学工业出版社，2004实验二 活性污泥性质的测定 课时安排：4学时实验课（综合性）实验名称：活性污泥性质的测定教学目的要求：(1) 加深对活性污泥性能，特别是污泥活性的理解。(2) 掌握几项污泥性质的测定方法。教学内容：1. 采用沉淀法测定活性污泥的SV值。2. 采用重量法测定活性污泥MLSS值。3. 通过计算得出活性污泥SVI值，评价活性污泥性能。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 1 实验目的(1) 加深对活性污泥性能，特别是污泥活性的理解。(2) 掌握几项污泥性质的测定方法。2 实验原理 活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。活性污泥具有吸附和分解废水中的有机物（也有些可利用无机物质）的能力，显示出生物化学活性。在生物处理废水的设备运转管理中，除用显微镜观察外，下面几项污泥性质是经常要测定的。这些指标反映了污泥的活性，它们与剩余污泥排放量及处理效果等都有密切关系。3 实验设备与试剂(1) 水分快速测定仪1台(2) 真空过滤装置1套。(3) 秒表l块。(4) 分析天平1台。(5) 马弗炉1台。(6) 坩埚数个。(7) 定量滤纸数张。(8) 100mL量筒4个。(9) 500mL烧杯2个。(10) 玻璃棒2根。(11) 烘箱1台。4 实验方法与操作步骤(1) 污泥沉降比SV() 它是指曝气池中取混合均匀的泥水混合液100mL置于100mL量筒中，静置30min后，观察沉降的污泥占整个混合液的比例，记下结果(表6-1)。(2) 污泥浓度MLSS 就是单位体积的曝气池混合液中所含污泥的干重，实际上是指混合液悬浮固体的数量，单位为g/L。 测定方法 a将滤纸放在105烘箱或水分快速测定仪中干燥至恒重，称量并记录(W1)(见表4-5) b将该滤纸剪好平铺在布氏漏斗上(剪掉的部分滤纸不要丢掉)。 c将测定过沉降比的100mL量筒内的污泥全部倒人漏斗，过滤(用水冲净量筒，水也倒人漏斗)。 d将载有污泥的滤纸移入烘箱(105)或快速水分测定仪中烘干恒重，称量并记录（W2）。 计算 污泥浓度(g/L)(滤纸质量+污泥干重)一滤纸质量10(3)污泥指数SVI 污泥指数全称污泥容积指数，是指曝气池混合液经30min静沉后，1g干污泥所占的容积(单位为mL/g)。计算式如下 SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉淀性能。一般在100左右有为宜。(4)污泥灰分和挥发性污泥浓度MLVSS 挥发性污泥就是挥发性悬浮固体，它包括微生物和有机物，干污泥经灼烧后(600)剩下的灰分称为污泥灰分。 测定方法 先将已知恒重的磁坩埚称量并记录(W3)(表4-8-1)，再将测定过污泥干重的滤纸和干污泥一并故入磁坩埚中，先在普通电炉上加热碳化，然后放入马弗炉内(600)烧40min，取出故人干燥器内冷却，称量(Wd)。计算在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值较固定，对于生活污水处理池的活性污泥混合液，其比值常在0.75左右。5 实验报告记载及数据处理 式中 W1滤纸的净重，mg； W2滤纸及截留悬浮物固体的质量之和，mg。 V水样体积，L。 式中 W3 坩埚质量，mg； W4坩埚与天机物总质量，mg其余同上式6 注意事项(1) 测定坩埚质量时，应将坩埚放在马弗炉中灼烧至恒重为止。(2) 由于实验项目多，实验前难备工作要充分，不要弄乱。(3) 仪器设备应按说明调整好，使误差减小。7 思考题(1) 活性污泥吸附性能指何而言，它对污水底物的去除有何影响(2) 影响活性污泥吸附性能的因素有哪些?(3) 活性污泥吸附性能测定的意义。参考书目： 高廷耀等. 水污染控制工程（第三版）. 北京：高等教育出版社，2007 彭党聪. 水污染控制工程实践教程. 北京：化学工业出版社，2004陈泽堂. 水污染控制工程实验. 北京：化学工业出版社，2003实验三 氯化铁的加药量对污泥脱水性能的影响课时安排：4学时实验课（综合性）实验名称：氯化铁的加药量对污泥脱水实验教学目的要求：（1）通过实验掌握污泥比阻的测定方法。（2）掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂。（3）掌握确定污泥的最佳泥凝剂投加量。教学内容：1. 实验基本原理。2. 如何运用本次实验结果指导实践，解决污水处理运行过程中的实际问题。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 一 实验目的（1）通过实验掌握污泥比阻的测定方法。（2）掌握用布氏漏斗实验选择混凝剂。（3）掌握确定污泥的最佳泥凝剂投加量。二 实验原理污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。求此值的作用是比较不同的污泥（或同一污泥加入不同量的混合剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。过滤时滤液体积V（mL）与推动力p（过滤时的压强降，g/cm2），过滤面积F（cm2），过滤时间t（s）成正比；而与过滤阻力R (cm*s2/mL），滤液黏度g/(cm*s)成正比。 (3-1)过滤阻力包括滤渣阻力Rz和过滤隔层阻力Rg构成。而阻力只随滤渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。因此将式(6-1)改写成微分形式。 (3-2)由于只Rg比Rz相对说较小，为简化计算，姑且忽略不计。 (3-3)式中： 单位体积污泥的比阻； 滤渣厚度；C 获得单位体积滤液所得的滤渣体积。 如以滤渣干重代替滤渣体积，单位质量污泥的比阻代替单位体积污泥的比阻，则(3-3)式可改写为 (3-4)式中，为污泥比阻，在CGS制中，其量纲为s2/g，在工程单位制中其旦纲为cm/g。在定压下，在积分界线由0到t及0到V内对式(3- 4)积分，可得 (3-5) 式(3-5)说明在定压下过滤，tV与V成直线关系，其斜率为 (3-6) 需要在实验条件下求出b及C。 b的求法。可在定压下(真空度保持不变)通过测定一系列的tV数据，用图解法求斜率(见图3-1)。C的求法。根据所设定义 (3-7)式中 Q0污泥量，mL； Qy滤液量，mL； Cd滤饼固体浓度，g/mL。 根据液体平衡Q0Qy+Qd 根据固体平衡Q0C0Qy Cy+Qd Cd 式中 Co污泥固体浓度，gmL； Cy污泥固体浓度，gmL； Qd污泥固体滤饼量，mL。可得 代入式（3-7），化简后得 (3-8) 上述求C值的方法，必须测量滤饼的厚度方可求得，但在实验过程中测量滤饼厚度是很困难的且不易量准，故改用测滤饼含水比的方法。求C值。 式中 Cil00g污泥中的干污泥量； Cf100g滤饼中的干污泥量。例如污泥含水比97.7，滤饼含水率为80。一般认为比阻在1091010s2/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.50.9)*109s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4*109s2/g的污泥容易过滤。 投加混凝剂可以改善污泥的脱水性能，使污泥的比阻减小。对于无机混凝剂如FeCl3等投加量，一般为污泥干质量的510高分子混凝剂如聚丙烯酰胺，碱式氯化铝等，投加量一般为干污泥质量的1。3 实验设备与试剂 (1)实验装置如图3-2。图3-2 比阻实验装置图1真空泵；2吸滤瓶；3真空调节阀；4真空表；5布式漏斗；6吸滤垫；7计量管(2)秒表；滤纸。(3)烘箱。(4)FeCl3 (5)布氏漏斗。4 实验方法与操作步骤(1) 测定污泥的含水率，求出其固定浓度C0。(2) 配制FeCl3 (10g/L)和A12(SO4)3(10g/L)混凝剂。(3) 用FeCl3混凝剂调节污泥(每组加一种混凝剂)，加量分别为干污泥质量的0(不加混凝剂)，2，4，6，8，10。(4) 在布氏漏斗上(直径6580mm)放置滤纸，用水润湿，贴紧周底。(5) 开动真空泵，调节真空压力，大约比实验压力小1/3实验时真空压力采用266mmHg(3546kPa)或532mmHg(7093kPa)关掉真空泵。(6) 加入l00mL需实验的污泥于布氏漏斗中，开动真空泵，调节真空压力至实验压力；达到此压力后，开始起动秒表，并记下开动时计量管内的滤液V0。(7) 每隔一定时间(开始过滤时可每隔10 s或15s，滤速减慢后可隔30 s或60s)记下计量管内相应的滤液量。(8) 一直过滤至真空破坏，如真空长时间不破坏，则过滤20min后即可停止。(9) 关闭阀门取下滤饼放人称量瓶内称量。(10) 称量后的滤饼干105的烘箱内烘干称量。(11) 计算出滤饼的含水比，求出单位体积滤液的固体量C0。5 实验报告记载及数据处理(1)测定并记录实验基本参数实验日期原污泥的含水率及固体浓度C0实验真空度/mmHg不加混凝剂的滤饼的含水率加混凝剂滤饼的含水率(2) 将布氏漏斗实验所得数据按表3-1记录并计算。表3-1 布氏测斗实验所得数据时间/s计量管滤液量V/mL滤液量V=V-V0/mL/(s/mL)备注(3) 以tV为纵坐标，V为横坐标作图，求b。(4) 根据原污泥的含水率及滤饼的含水率求出C。(5) 列表计算比阻值(表3-2比阻值计算表)。(6) 以比阻为纵坐标，混凝剂投加量为横坐标，作图求出最佳投加量。表3-2 比阻值计算表污泥含水比/%污泥固体浓度/(g/cm3)混凝剂用量/%Lg2=b/(s/cm6)皿滤纸量/g皿滤纸滤饼湿重/g皿滤纸滤饼干重/g滤饼含水比/%单位面积滤液的固体量C/(g/cm3)比阻值/(s2/g)布氏漏斗d/cm过滤面积F/cm2面积平方F2/cm4滤液黏度/g/(cm.s)真空压力p/(g/cm2)K值/(s.cm3)6 注意事项(1) 检查计量管与布氏漏斗之间是否漏气。(2) 滤纸称量烘干，放到布氏漏斗内，要先用蒸馏水湿润，而后再用真空泵抽吸一下，滤纸要贴紧不能漏气。(3) 污泥倒入布氏漏斗内时，有部分滤液流入计量筒，所以正常开始实验后记录量筒内滤液体积。(4) 污泥中加混凝剂后应充分混合。(5) 在整个过滤过程中，真空度确定后始终保持一致。七、思考题(1)判断生污泥、消化污泥脱水性能好坏，分析其原因。(2)测定污泥比阻在工程上有何实际意义。参考书目： 高廷耀等. 水污染控制工程（第三版）. 北京：高等教育出版社，2007 彭党聪. 水污染控制工程实践教程. 北京：化学工业出版社，2004 陈泽堂. 水污染控制工程实验. 北京：化学工业出版社，2003实验结果整理1. 将实验所得数据按照表记录。2. 根据测的的滤液温度T（OC），计算动力黏度：3. 计算C值4. 以t/V为纵坐标，V为横坐标绘图，计算b值5. 计算实验情况下污泥的比阻，并说明污泥的脱水性能单位换算因素工程制（CGS）单位换成(SI)单位乘以换算因子比阻（r）s2/gm/kg or cm/g9.81103压力（P）g/cm2Pa or N/m29.8110动力粘滞系数g/(cm.s)Pa.s or s.N/m21.0010-1一般认为：比阻在1012-1013cm/g的污泥为难过滤污泥，比阻在（0.5-0.9）1012 cm/g 的污泥为中等，比阻小于0.41012 cm/g的污泥容易过滤。初沉污泥的比阻一般为（4.616.08）1012 cm/g；活性污泥的比阻一般为（1.652.83）1013 cm/g；腐殖污泥的比阻一般为（5.988.14）1012 cm/g；消化污泥的比阻一般为（1.241.39）1013 cm/g；这四种污泥均属于难过滤污泥一般认为进行机械脱水时，较为经济和适宜的污泥比阻是（9.811.39）1010 cm/g之间，故这四种污泥在进行机械脱水前必须进行调理。实验四 混凝实验课时安排：4学时实验课（综合性）实验名称：混凝实验教学目的要求：(1) 加深对活性污泥性能，特别是污泥活性的理解。(2) 掌握几项污泥性质的测定方法。教学内容：1. 采用沉淀法测定活性污泥的SV值。2. 采用重量法测定活性污泥MLSS值。3. 通过计算得出活性污泥SVI值，评价活性污泥性能。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 一 实验目的分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。 由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素 通过本实验希望达到下述目的；(1)学会求得一般天然水体最佳混凝条件(包括投药量、pH值，水流速度梯度)的基本方法；(2)加深对混凝机理的理解。二 实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种含浊状态稳定。向水中投加混凝剂后，由于（1）能降低颗粒间的排斥能峰，降低胶粒的电位，实现胶粒“脱稳”。（2）同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用，（3）网捕作用。而达到颗粒的凝聚。三 实验装置与设备(一)实验装置混凝实验装置主要是实验搅拌机。搅拌机上装有电机的调速设备，电源采用稳压电源。(二)实验设备及仪器仪表 1混凝试验搅拌机 ZR4-6型 1 台 3光电式浊度仪 GDS-3型 1台 4酸度计 pH3型 1台 5磁力搅拌器 1台 6烧杯 200mL 1个 7量筒 1000mL 1个 8，移液管 1、2.5、10mL 各2支 9注射针筒、温度计、秒表、卷尺等。四 实验步骤混凝实验分为最佳投药量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三部分在进行最佳投药量实验时，先选定一种搅拌速度变化方式和pH值，求出最佳投药量。然后按照最佳投药量求出混凝最佳pH值。最后根据最佳投药量、最佳pH值，求出最佳的速度梯度，在混凝实验中所用的实验药剂可参考下列浓度进行配制： 1 精制硫酸铝Al2(SO4)318H2O 浓度10g/L 2 三氯化铁FeCl36H2O 浓度10g/L 3 聚合氯化铝A12(OH)mC16-m 浓度10g/L 4 化学纯盐酸HCI 浓度10% 5 化学纯氢氧化钠NaOH 浓度10%(一)最佳投药量实验步骤1确定原水特征，即测定原水水样混浊度、pH值、温度。如有条件，测定胶体颗粒的Zeta电位。2确定形成矾花所用的最小混凝剂量。方法是通过慢速搅拌(或50r/min)烧杯中200mL原水，并每次增加0.5mL混凝剂投加量，直至出现矾花为止。这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量。3用6个1000mL的烧杯，分别放入1000mL原水，置实验搅拌机平台上。4确定实验时的混凝剂投加量。根据步骤2得出的形成矾花最小混凝剂投加量，取其14作为1号烧杯的混凝剂投加量，取其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量，用依次增加混凝剂投加量相等的方法求出2-5号烧杯混凝剂投加量、把混凝剂分别加入16号烧杯中。5启动搅拌机，快速搅拌半分钟、转速约300r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min；慢速搅拌6分钟、转速约50r/min。如果用污水进行混凝实验，污水胶体颗粒比较脆弱，搅拌速度可适当放慢。6关闭搅拌机、抬起搅拌桨、静止沉淀5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL)放入200mL烧杯内，立即用浊度仪测定浊度，(每杯水样测定三次)，记入表1-1中。(二)最佳pH值实验步骤1取6个1000mL烧杯分别放入1000mL原水，置于实验搅拌机平台上。2确定原水特征，测定原水浑浊度、pH值，温度本实验所用原水和最佳投药量实验时相同。3调整原水pH值， 用移液管依次向1号、2号、3号装有水样的烧杯中分别加入1.5、1.0、0.5mL 10浓度的盐酸。依次向5号、6号装有水样的烧杯中分别加入0.5、1.0mL10浓度的氢氧化钠。该步骤也可采用变化pH值的方法，即调整1号烧杯水样使其pH值等于3，其它水样的pH值(从1号烧杯开始)依次增加一个pH值单位。4启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min。随后从各烧杯中分别取出50mL水样放入三角烧杯，用pH仪测定各水样pH值记入表1-2中。5用移液管向各烧杯中加入相同剂量的混凝剂(投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定)8启动搅拌机，快速搅拌半分钟，转速约300r/min：中速搅拌6分钟，转速约100r/min慢速搅拌6分钟，转速约50r/min。7关闭搅拌机，静置5分钟，用50mL注射针筒抽出烧杯中的上清液(共抽三次约100mL放入200mL烧杯中，立即用浊度仪测定浊度(每杯水样测定三次)，记入表1-2中。五 实验结果整理(一)最佳投药量实验结果整理1把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的剩余浊度记入表。2以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标绘出浊度与药剂投加量关系曲线，并从图上求出最佳混凝剂投加量。(二)最佳pH值实验结果整理1把原水特征、混凝剂加注量，酸碱加注情况，沉淀水浊度记入表。2以沉淀水浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出浊度与pH值关系曲线，从图上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适用范围。六 实验结果讨论1 根据最佳投药量实验曲线，分析沉淀水浊度与混凝剂加注量的关系。2 本实验与水处理实际情况有哪些差别?如何改进?附录:实验结果记录格式实验小组号: 实验日期: 姓名:混凝剂: 混凝剂浓度:原水浊度: 原水PH: 原水温度: 最小混凝剂量(ml): 相当于(mg/l):表1-1 最佳混凝剂投加量水样编号123456投药量mg/l初矾花时间矾花沉淀情况剩余浊度表1-2 最佳pH水样编号123456盐酸ml烧碱ml水样PH剩余浊度七 注意事项1在最佳投药量、最佳pH值实验中，向各烧杯投加药剂时希望同时投加，避免因时间间隔较长各水样加药后反应时间长短相差太大，混凝效果悬殊。2在最佳pH实验中，用来测定pH的水样，仍倒入原烧杯中3在测定水的浊度、用注射针筒抽吸上清液时，不要扰动底部沉淀物。同时，各烧杯抽吸的时间间隔尽量减小。参考书目： 高廷耀等. 水污染控制工程（第三版）. 北京：高等教育出版社，2007 彭党聪. 水污染控制工程实践教程. 北京：化学工业出版社，2004陈泽堂. 水污染控制工程实验. 北京：化学工业出版社，2003实验五 自由沉淀实验课时安排：2学时实验课（验证性）实验名称：自由沉淀实验教学目的要求：(1)初步掌握颗粒自由、絮凝沉淀的试验方法：(2)进一步了解和掌握自由、絮凝沉淀规律。教学内容：1. 实验基本原理。2. 如何运用本次实验结果指导实践，解决工程设计的实际问题。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 一 实验目的(1)初步掌握颗粒自由沉淀的试验方法：(2)进一步了解和掌握自由沉淀规律，根据试验结果绘制时间沉淀率（tE），沉速沉淀率（uE）和Ct/C0u的关系曲线。 二 实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。本试验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。试验用沉淀管进行，如图。设水深为h，在t时间能沉到h深度的颗粒的沉速uh/t。根据某给定的时间t0，计算出颗粒的沉速u0。凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒，在t0时都可以全部去除。设原水中悬浮物浓度为c0（mg/L），则沉淀率为：在时间t时能沉到h深度的颗粒的沉淀速度为：式中：c0原水中悬浮物浓度（mg/L）ct经t时间后，污水中残存的悬浮物浓度（mg/L）h取样口高度（cm）t取样时间（min）自由沉淀试验装置三 实验装置与设备1、沉淀管、储水箱、水泵和搅拌装置2、秒表，皮尺3、测定悬浮物的设备：分析天平，称量瓶，烘箱、滤纸、漏斗、漏斗架、量筒，烧杯等。4、污水水养，采用高岭土配置。四 实验步骤1将一定量的高岭土投入到配水箱中，开动搅拌机，充分搅拌。2取水样200ml（测定悬浮浓度为c0）并且确定取样管内取样口位置。2启动水泵将混合液打入沉淀管到一定高度，停泵，停止搅拌机，并且记录高度值。开动秒表，开始记录沉淀时间。3当时间为1、3、5、10、15、20、40、60分钟时，在取样口分别取水200ml，测定悬浮物浓度（ct）。4、每次取样应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前和取样后皆需测量沉淀管中液面至取样口的高度，计算时取二者的平均值。5测定每一沉淀时间的水样的悬浮物浓度固体量。首先调烘箱至1051，跌好滤纸放入称量瓶中，打开盖子，将称量瓶放入105烘箱中至恒重，称取重量，然后将恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上得到全部悬浮性固体。最后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶中，称其悬浮物的重量（还要重复烘干至恒重的过程）6悬浮固体计算：式中：1称量瓶+滤纸重量（g）2称量瓶+滤纸重量+悬浮物（g）V水样体积（100ml）五 试验结果整理1.根据不同沉淀时间的取样口距液面平均深度h和沉淀时间t，计算出各种颗粒的沉淀速度ut和沉淀率E，并绘制沉淀时间沉淀率和沉速沉淀率的曲线2利用上述资料，计算不同时间t时，沉淀管内未被去除的悬浮物的百分比，即：P（ct/c0）100以颗粒沉速u为横坐标，以P为纵坐标，绘制uP关系曲线。3讨论自由沉淀净沉曲线的意义。参考书目： 高廷耀等. 水污染控制工程（第三版）. 北京：高等教育出版社，2007 彭党聪. 水污染控制工程实践教程. 北京：化学工业出版社，2004实验六 废水好氧生物处理过程中氧总转移系数 KLa的测定课时安排：4学时实验课（设计性）实验名称：废水好氧生物处理过程中氧总转移系数KLa的测定教学目的要求：1. 测定曝气设备（扩散器）氧总转移系数KLa值。2. 加深理解曝气充氧机理及影响因素。3. 了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法，评价氧转移效率EA和动力效率EP教学内容：1. 氧总转移系数KLa在工程实际中的意义。2. 测试氧总转移系数KLa的方法。3. KLa对于评价曝气设备性能的作用。教学方式、手段、媒介： 方式与手段：讲课、讨论 媒介：实验教材、板书具体内容： 一、 实验目的（1） 测定曝气设备（扩散器）氧总转移系数KLa值。（2） 加深理解曝气充氧机理及影响因素。（3） 了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法，评价氧转移效率EA和动力效率EP二、 实验原理根据氧转移基本方程式dc = KLa (cs-c)dt积分整理后 2.303 (Ig(cs-c0)-Ig(cs-ct)可得氧总转移系数 KLa = t 式中： KLa氧总转移系数，L/h ;t曝气时间，h;cs 饱和溶解氧浓度；c0 曝气池内初始溶解浓度，本实验中t=0时，c0=0;ct曝气某时刻t时，池内液体溶解氧浓度，mg/L。曝气是人为通过一些设备加速向水中传递氧的过程。常用曝气设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类，无论哪种曝气设备，其充氧过程均属传质过程，氧传递要理为双膜理论。实验是采用非稳态测试方法，即注满所需水后，将待曝气水以亚硫酸钠为脱氧剂、氯化钴为催化剂脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐渐提高，液体中溶解氧的浓度c是时间t的函数，曝气后每隔一定时间t取曝气水样，测定水中的溶解氧浓度，从而利用上式计算KLa。 cs-c0 或以Ig 为纵坐标，以时间t为横坐标，如下式所示 cs-ct cs-c0 KLa Ig = t cs-ct 2.303 KLa在半对数坐标纸上绘图，所得直线斜率为 2.303 。曝气充氧装置示意图见图 三、使用设备及仪器：曝气筒直径14.1cm，H=2.0m，扩散器，转子流量计，秒表，压力表，空压机，贮气罐溶解氧测定仪，碘量法测溶解氧的设备，天平，溶解氧瓶，滴定管，各种药品四、实