水处理实验指导书6个

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水污染控制工程

实

验

指

导

书

环资学院

实验一：微型微滤—超滤组合实验页眉内容共享知识分享快乐

一．原理

超滤又称超出滤，属于膜分别方法之一，是一种当前应用日趋宽泛的废水特别是工业

废水办理方法。其原理主假如在加压的状况下经过膜资料的机械隔滤作用，将水中的极细微粒或许水中大分子物质从水中分别出来。因此膜孔隙大小是超滤膜过滤法的主要控制因

素。其过滤粒径范围最粗孔可达1um,最细孔可过滤分子量为30?以上的分子。一般应用的

超出滤的孔径为30—500?。

微滤又称微过滤，其原理和超滤同样，一般微滤管过滤范围是0.5um—0.1mm。因为

微滤膜孔径的范围正幸亏超滤孔隙范围之上，故在实质工艺中微滤可作为超滤以及其余更精良的膜分别过程的必不可以少的保护性准备作业。

本实验装置正是充分的考虑到了这一工艺中实质使用的状况，为了使实验者以最少设施和最简单操作方式完成一个比较圆满的工业办理工艺模拟，故将微滤与超滤有机组合在一同，形成一种独到的新实验装置。

二．仪器及结构

由2根管式微滤器和2根超滤器集成而成，4根管式微滤—超滤组合与水泵由不锈钢

支架有机而坚固地集成在一同，形成一个一体化实验设施。微滤、超滤管每根管上下都有

三通及取样阀，因此它们之间可以经过软管方便地连结成各样所需工艺形式。

所用的施压设施为一种高扬程自吸式单相水泵，因为水泵为自吸式水泵，因此盛原水

容器及盛办理后水的容器可放于地上，靠水泵将水自吸而上。

三．技术参数

微滤器：外管Φ42×280不锈钢管套，微滤膜Φ30×250，孔径0.5－60μm；

超滤器：外管Φ32×280不锈钢管套，超滤膜Φ23×260，孔径50－200?；

加压水泵：自吸式；扬程50m，流量2.2t/h，电机电压220V，功率0.75kw；

四．实验操作步骤（以间歇式办理为例）

1．选定流程方案，进行硬件搭接，搭接中注意软管必然坚固连结于管嘴上，免得被水压撑脱。

2．往原水桶中注入定量原水。注意：为了保证微滤—超滤的正常运转，原水入桶以前

必然加0.6mm不锈钢筛网加以粗滤，除掉浮渣。

3．翻开水泵注水孔盖，往里注满清水，今后盖紧。

4．启动水泵，同时记时。当水泵吸水管凑近原水桶底时，定量原水几乎可以在一准时

间内被抽尽。抽尽后即停泵。从定量水和办理时间即可得办理流量以及可算各管内流速

（各管管壳及滤棒直径已知，各管容积已知）。

5．取办理后水样进行水质分析，并与原水样比较于评判办理见效。水样分析方法请依

据详细废水状况自行设计。

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6．在一般状况下，实验运转时间有限，因此运转中不考虑反冲刷问题。但在实验结束

后应付设施进行正反冲刷。正冲刷马上自来水加入原水箱，水管连结依据原流程结构；反

冲刷马上水泵出水口与微滤—超滤器出水管相连，让清水反方向从滤棒中流过使拥挤物被

冲脱。正反冲刷最少各一次。

超滤系统超超滤滤柱柱21

出水

微微滤滤柱柱微滤系统12

上水系统

微型微滤—超滤组合实验流程图

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实验二：离子互换水办理实验

一、实验目的

利用离子互换树脂对水中有害离子的互换作用，达到净化或浓缩回收的目的。离子交

换树脂拥有吸附量大、吸附速度快及价钱廉价等长处，已宽泛应用于废水办理、金属离子

的回收以及水融化等领域。

二、实验原理

水中某些物质溶于水时呈离子化，形成数量相等电荷相反的阴、阳离子，树脂结构中能自由挪动的离子与溶液中的同号离子经过离子扩发散生离子互换，进而实现对目标离子的去除。

对强酸型阳树脂：R-H+＋Na+——→R-Na+＋H++--+--对强碱型阴树脂：ROH＋Cl——→RCl＋OH

强碱型阴离子互换树脂（201×7）或强酸型阳离子互换树脂（001×7）；玻璃互换柱，高40cm，柱身直径3.3cm，出水口直径0.6cm；250ml分液漏斗；250ml锥形瓶；50ml比色管；烧杯若干。

四、实验内容：使用阴（阳）离子互换树脂净化含重金属（铬）废水——设计、安装、运转互换柱系统，测试样品铬离子浓度，计算净化系数，谈论办理结果。五、主要实验步骤

①取实质废液或依据实验要求配制废液，确立废液体积和有害离子浓度（500～2500mg/L），调理pH值。

②树脂预办理（开初进行）、装柱、实验系统安装（单柱实验流程）。

③完成实验运转，控制废水流量5～10倍床体积/小时（BV/h），记录运转参数（运转时间、积累流量、出水pH值、取样状况等），察看实验现象。

④样品测试（水中六价铬的测定采纳二苯碳酰二肼比色法），去除率计算、穿透曲线绘制。

六、实验结果

对实验结果进行理论分析和工程技术谈论、得出实验结论，提交实验报告。

附录：离子互换树脂办理含铬废水

离子互换树脂办理含铬废水的机理是利用互换剂的阴（阳）离子互换基团，与含铬废

2-2-或Cr3＋形式存在的阴、阳离子互换，达到对废水中铬的净化或回收，水中以Cr2O7及CrO4反响式为：

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强碱型阴离子互换树脂互换反响2--－2RCl（OH）＋Cr2O7＝R2Cr2O7＋2Cl（OH）

强酸性阳离子互换树脂互换反响

3RSO3H+Cr3＋＝(RSO3)3Cr十3H+

3RSO3Na+Cr3＋＝(RSO3)3Cr十3Na＋

阴离子互换树脂重生反响

R2Cr2O7＋4NaOH＝2ROH＋2Na2CrO4＋H2O

阳离子互换树脂重生反响

(RSO3)3Cr＋3HCl＝3RS03H＋CrC13

阴离子互换树脂转型反响

转为盐型：ROH＋HCl＝RCl＋H2O

转为氢氧型：RCl＋NaOH＝ROH＋NaCl

阴离子互换树脂转型反响

转为盐型：RH＋NaOH＝RNa＋H2O

转为氢型：RNa＋HCl＝RH＋NaCl

含铬废水在不同样pH条件下铬离子的存在状态

当pH<4时，废水中六价铬主要以Cr2O72-形式存在；当7>pH>4时,废水中六价铬以Cr2O72-和CrO42-形式存在；当pH>7时，废水中六价铬主要以CrO42-形式存在。

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实验三：电解凝集气浮水办理实验

一、实验目的

使用电解及化学聚凝结合水办理实验装置净化水中胶体物质。

二、实验原理

电解凝集是利用电解过程中铁极板或铝极板的腐化溶解而成的无机絮凝剂(氯化铁十

聚合氧化铁；氯化铝十聚合氯化铝；聚合铝铁等)的凝集絮凝作用除掉水中胶体物质的方

法。胶体物质被絮凝剂吸附后,又随电解中阴阳极上所产生O2和H2微泡浮升至水面,再将之刮

出得以分别。是一种日趋宽泛应用的废水办理方法。

三、实验装置

1．实验器械：电解凝集气浮实验控制器、循环泵、刮泡电机。

2．直流控制器：直流电源控制器是本实验装置的重点设施,可进行电解准时调理、换极

周期调理以及输出脉动电源的新式直流电源。这类电源电效率高,并且不存在电极极化钝

化现象，大大提高了电解效率,另一方面,它的微脉动性亦有益于电化学过程。其技术参

数以下：

①电源容量100VA；电压调理范围0-30V；电流调理范围0-3.3A；

②倒极周期调理范围0-600S；

③实验最正确输出电流25A，实验最正确输出电压：调理电流〈2.5A的电压；

④实验最正确换极周期30S-360S(即0.5-6min)；

⑤实验最正确行时间≤30min；

3．其余技术参数：

①循环泵：扬程0.5m；流量0.5t/h；电机电压220V；功率10～15W；

②刮泡电机：电压12V；功率5~10W；

四、操作步骤

1.将废水(如印染废水或人工配制废水)装入贮槽的2/3处,并在贮槽内安好微型潜水泵,

在贮槽上架好凝集池,将泵出水口与凝集池进水口相连,使凝集池底部出水口可自流入贮槽

形成循环系统,并且在凝集池出渣口下搁置一个贮渣容器。

将电解电源输出线的鲤鱼夹与铝(或铁)极板相接,连结方式一般以双极性接法为佳,即第一极板接正极、而第二、三、四极板并联接负极。检查确认正负极板无碰片现象。

将220V供电导线与控制器后板220V输入插座相连,临时不接插在外面电源上。

检查并调整控制器：

①电源总开关(空气开关)应打至OFF地点；

②电压调理旋钮应逆时针旋至最小；

③将电凝集准不时间输入准时调理器；

④电凝集工作方式选择开关应打在中部OFF处；

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⑤将倒极周期调理旋钮旋至所选择倒极间隔值上；

⑥刮泡电机开关应放在OFF上；

⑦循环泵开关应放在OFF上。

准备工作完成,插上电源插座：①将总电源开关打至ON,这时电源指示灯应该亮；②将循环泵开关打至ON,这时循环泵应投入工作；

③将刮泡电机开关打至ON,这时刮泡电机应投入工作；

④调整凝集浮上池循环水流软管上的节流阀,调理凝集池中水至适合液面(即液面既不

浸入出渣槽,又能刮出浮渣)；

⑤将电凝集方式选择开关打向准时〈若不用准时,则打到“严禁时”档〉地点,此时倒

极调理器开始周期性动作,指示灯有闪耀指示,准时器亦开始计数；

⑥沿顺时针方向慢慢调理直流输出电压与电流(调理过猛会使空气开关发生刹时误动

),保持电流在所需电流上(但一般不要超出2.5A为宜)；如电流过小,可以在水中加少许食盐以提高导电率。

在电解凝集过程中,因为溶液中物质的电化学作用变化,会使其电解电流发生颠簸,此时,

请注意调整电压,使电流保持在≤2.5A的某值进步行恒流式电解。

7.当废水循环电解凝集办理达到预准时间后实验结束,控制器自行切断电解电源，准时

器与倒极器停止工作。澄清后,取水样做水质分析,并与原水样比较以谈论办理见效。水样

分析方法和指标应依据详细水样选择或设计，如测定BOD5、COD、色度(比色法)以及测

定某种离子或离子团的含量。

五、注意事项

因为水办理实验不可以防范要与水接触,且湿润,实验中要严防师生触电事故。为保证安

全,实验指导老师在实验前必然检查直流控制器应靠谱接地。

六、实验报告

1．实验记录

序号运转时间输出电流A输出电压V换极周期S办理前C0办理后C

2．净化系数：DF＝（C0－C/C0）×100％

DF——废水经过电解氧化复原水办理的净化系数。

C0——废水办理前有害物质含量（或污染程度）。

C——废水办理后有害物质含量（或污染程度）。

3．结果分析

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实验四：电解氧化复原水办理实验

一、实验目的

使用电解氧化复原水办理实验装置浓集和去除工业废水中有毒有害离子。

二、实验原理

利用水中带电离子发生氧化复原反响，以电解方法来析出有害离子。典型的是水中重

金属离子在阴极析出得以除掉，是应用于办理含重金属离子工业废水的重要方法。也可处

理含氰或含酚废水,应用范围日趋宽泛。

三、实验装置

1．实验器械：电复原实验控制器、磁力搅拌器、电极。

2．直流控制器：

直流电源控制器是本实验装置的重点设施,可进行电解准时调理、换极周期调理以及输

出脉动电源的新式直流电源。这类电源电效率高,并且不存在电极极化钝化现象。其技术

参数以下：

①电源容量100VA；电压调理范围0-30V；电流调理范围0-3.3A；

②倒极周期调理范围0-600S；

③实验最正确输出电流25A，实验最正确输出电压：调理电流〈2.5A的电压；

④实验最正确换极周期30S-360S(即0.5-6min)；

⑤实验最正确行时间≤30min；

3．电极资料的选择

①对含重金属离子废水的电复原办理,正负极可用同类资料电极或阳极用石墨等不溶性电板,阴极用于去除离子同样电极(用不同样类金属电极亦可)。

②对含氰,含酚等废水的氯氧化办理,正负极皆用石墨电极为宜。

四、操作步骤

1．将250m1废水倒入烧杯中，放入搅拌子。

2．将烧杯放在磁力搅拌器托盘上，并在烧杯上固定好电极支架及电极。

3．将二极电解导线及220V输入电源线分接控制器后板的直流输出正负极柱上及控制器

220V输入插座上。

4．将电解导线鲤鱼夹分别夹在正负电极板上。

5．检查控制器板面,作以下调整：

①电源总开关(空气开关)掷于off(关)地点.。

②输出电压调理旋扭逆时针旋至最少。

③若要准时办理,则在准时调理器中设定所需时间。

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④将换极周期调理旋扭至选定的倒极间隔时间上，一般取0.5--6min(即30s-360s)周

期为佳。注意：倒极时间设定太小(比方几秒、十几秒),电流效率高,但将减少电源使用

寿命。

⑤准备工作完成,第一翻开磁力搅拌器(其电源不由控制器控制,而是直接插外面电

源接线板上)由磁力搅拌器对杯中水进行搅拌循环。

⑥将控制器电源开关开至ON,这时电源指示灯座即亮。

⑦顺时针方向慢慢旋动输出电压电流调理旋扭,使电流在2.5A左右。

⑧电复原办理过程中,电流会发生变化,应实时调整电压,以保持电流恒定在原值

上。假如废水中电导太小影响电流上浮,可适合加点食盐。

6．当电复原反响进行到预准时间后,控制器自动切断电解直流电源，此时：

①封闭控制器开关至OFF,并将输出电压调理旋钮沿逆时针旋至最小。

②拔掉与外面220V插座相连的控制器220V输出线。

③撤去电解电源线及控制器220V电源输入线。

7．取水样分析查验,并与原水样比较以评判办理见效。水样分析方法和指标应依据详细水样选择或设计,如测定BOD5、COD、色度(比色法)以及测定某种离子或离子团的含量。

五、注意事项

因为水办理实验不可以防范要与水接触,且湿润,实验中要严防师生触电事故。为保证安

,实验指导老师在实验前必然检查直流控制器应靠谱接地。六、实验报告

1．实验记录

序号运转时间输出电流输出电压换极周期（S）办理前C0办理后C

（min）（A）（V）

2．净化系数

DF＝（C0－C/C0）×100％

DF——废水经过电解氧化复原水办理的净化系数。

C0——废水办理前有害物质含量（或污染程度）。

C——废水办理后有害物质含量（或污染程度）。

3．结果分析

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附录：电复原办理含铬废水

在装有含铬废水的电解槽中搁置金属电极(大多为铁板)，通入直流电后，铁板阳极溶

解产生亚铁离子(强复原剂)，可将废水中6价铬(Cr6+)复原为3价铬(Cr3+)，反响式为：

Fe－2e→Fe2+

Cr2O2-7+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

CrO2-4+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O

由上式可知，复原一个6价铬离子需要3个亚铁离子，即阳极铁板的耗费一般为被处

理6价铬离子的3倍左右(重量比)。

在铁板阴极，除了氢离子获取电子生成氢气析出外，水中的6价铬直接复原为3价

铬：

2H++2e→H2↑

Cr2O2-7+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

CrO2-4+3e+8H+→Cr3+4H2O

由上述反响可知，跟着电解的进行，废水中氢离子浓度渐渐降低，结果使其碱性增

加，即废水中pH高升。在碱性条件下，可将上述反响所获取的Cr3+和Fe3+以氢氧化铬及

氢氧化铁的形式积淀下来：

Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓

当积淀后的废水达到排放标准时，可直接排放，而积淀污泥则经脱水后进行办理（如

果Fe离子不足可加入协助反响资料FeSO4）。

含铬废水pH值的影响

因为六价铬在不同样pH条件下其存在状态有所不同样，因此pH值直接影响办理见效。当pH<4时，废水中六价铬主要以Cr2O72-形式存在，若假如Na2SO4则有以下反响:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O因该反响的标准电势EФ=1.13V，故该反响在刹时即能自觉完成。当7>pH>4时,废水中六价铬以Cr2O72-和CrO42-形式存在，若加入Na2SO3，则有以下两种反响:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O2CrO42-2-+2-+3SO3+4H+H2O=2Cr(OH)3+3SO4前一个反响能刹时完成，今后一个反响因为其标准电势EФ=-1.05V，故该反响不可以自觉进行，进而使废水中有部分六价铬得不到复原。

pH>7时，废水中六价铬主要以CrO42-形式存在，加入的亚硫酸钠不可以使其复原。因此，利用亚硫酸钠法办理含铬废水必然在强酸性条件下进行。在此条件下，亚硫酸钠除

Cr2O72-反响外，还进行以下反响:

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SO32-+2H+=2SO2+H2O

因为这个反响耗费了必然量的亚硫酸钠，因此六价铬与亚硫酸钠反响的投药比远远大于其

理论值1:3.64,切反响PH不可以太低。

化学复原法办理含铬废水明显的特色是:不受废水中六价铬的浓度以及废水量的限制，

并且受废水组分的变化影响很小，且有宽泛的合用性。亚硫酸盐办理含铬废水操作简单，

污泥产量少，易于管理，运转开销较低。在无条件回收铬的状况下，采纳化学复原法办理

含铬废水比较适合。

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实验五：多阶圆满混淆曝气污水办理模拟实验

一、实验目的

经过控制多功能多阶圆满混淆曝气微型污水办理系统，透辟认识活性污泥法水办理的

详细工艺及原理，并经过对办理过程中溶解氧的测定，谈论曝气设施的充氧能力。

二、实验原理

一般活性污泥法办理工艺流程：

进水粗格栅提高泵房细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池出水进水回流污泥节余污泥污泥泵房外运栅渣外运栅渣沙水分别污泥办理办理

曝气办理过程是一般活性污泥法的核心，是经过空气、活性污泥和污染物三者充分混淆，使活性污泥处于悬浮状态，促进氧气从气相转移到液相，从液相转移到活性污泥上，保证微生物有足够的氧进行物质代谢。

本实验的曝气过程是经过多阶圆满混淆曝气微型污水办理系统完成的。

三、实验仪器

KL-1型微型表曝机（单机共8台）构成的污水办理系统

迅速DO测定仪

移液管

烧杯（200ml，4只）

四、方法及步骤

、启动微型污水办理系统，调理系统至坚固工作状态。

2、系统坚固运转30min后测定各模型曝气池内的溶解氧，今后每隔1min测定

一次，共测十次，并记录测定结果。

五、注意事项

1、因此实验系统电线好多，操作时注意安全。

2、溶解氧的测定点（或取样点）应在距池面20cm处。

六、实验报告

1、绘制一般活性污泥法工艺流程图。

2、数据记录

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曝气池一二三四五六七八

DO值阶阶阶阶阶阶阶阶

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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实验六：混凝剂优选实验

一、实验目的

1、察看混凝现象，加深对混凝理论的理解。

2、优选最正确混凝剂，并确立该混凝剂的最正确投加量。

二、实验原理

就混凝而言有以下四种机理：

1）双电层压缩机理

胶粒双电层的结构表示其表面反离子浓度最大，距离胶粒表面越远，反离子浓度越

低，最后与溶液浓度相等。当向溶液中投加混凝剂，增添水中反离子，使胶粒扩散层压

缩，ξ电位随之降低，斥势能也降落。混凝剂投加量增添，ξ电位降到零，胶粒间斥能消

失。此点称为“等电点”，胶体易发生凝集积淀。

2）吸附电中和机理

吸附电中和作用是指胶粒表面对异号离子有激烈的吸附作用。因为这类作用中和了胶

粒部分电荷，降低其静电斥力，ξ电位也隨之减小，因此简单与其余颗粒凑近而互相吸附

失掉坚固性。但与此相反异号离子投加量过大，会使本来带负电荷胶粒变成带正电荷的胶

粒，胶粒间会出现斥力和ξ电位增添，此时便发生再稳现象。

3）吸附架桥机理

吸附架桥作用是离子物质与胶粒的吸附与桥联，也可说成两个同号胶粒，中间由一个

异号小胶粒电性相吸而连结在一同。高分子絮凝剂拥有线性结构，它们带有能与胶粒表面

某些部位起化学变化的化学基团。当两者互相接触时，基团能与胶粒表面发生特别反响而

吸附；高聚物的其余部分则伸展溶液中，可以和另一个胶粒发生吸附，这样高分子聚合物

就起到架桥作用，使絮体长大脱稳。若高分子混凝剂量过大，相应的胶粒少，上述高聚物

的伸展部分粘连不上第二个胶粒，则时间过长就会被原胶粒吸附在其余部位上，这个高聚

合物失掉架桥功能，使胶粒处于坚固状态。此时，胶粒产生了再稳现象。

4）沉析物网捕机理]

当金属盐类（铁或铝盐）、金属氢氧化物与石灰作混凝剂时，经水解后形成大批的氢

氧化物固体从水中析出、下沉，它们可以网捕卷带水中胶粒形成絮状物。这类作用基本是

一种机械作用，混凝剂投加量与被除掉的胶体杂质量成反比，即胶粒越少，投加混凝剂越

多，反之则少。

混凝剂用量太大和太小，絮凝性能均不好。这是