环境工程专业实验讲义终版

PAGEPAGE58环境工程专业实验讲义吉林化工学院环境与生物工程学院环境工程系

目录第一部分《水污染控制工程》实验实验一、废水中颗粒物的自由沉降……1实验二、混凝实验………5实验三、压力溶气气浮实验……………7实验四、曝气设备充氧能力的测定……9实验五、活性污泥法处理有机废水……12实验六、活性污泥性质的测定…………14实验七、吸附法处理含酚废水…………16实验八、废水可生化性实验……………18实验九、SBR法计算机自动控制系统…………………21实验十、污泥比阻试验…………………23实验十一、聚醚砜微滤膜动力学参数的测定…………26实验十二、无机纳滤膜动力学参数的测定……………29实验十三、超滤中水回用实验…………32第二部分《大气污染控制工程》实验实验一、旋风除尘器性能测定…………34实验二、旋风除尘器对不同颗粒物的去除效率测定…38实验三、袋式除尘器性能测定…………41实验四利用袋式除尘器测定不同粉尘除尘效率……45实验五、校园锅炉房除尘过程演示……49实验六、气态污染物去除效率实验……51

实验守则生进入实验室做实验以前，必须详细阅读实验讲义，明确为什么要做和如何做此项实验。指导教师在做实验前提问，了解学生的准备情况，检查实验预习报告。生使用贵重仪器之前，必须先熟悉该仪器的性能和操作方法，并得到指导教师的许可，才能动用。玻璃制品必须小心轻拿轻放，以防打碎。祥瓶及试剂瓶应贴好标签，并编号，以防弄错。用化学试剂时必须小心谨慎，从标定好的瓶中取出试剂后不准再倒回。使用强酸强碱应带手套，防护眼镜和围裙。禁止将水倒人强酸中，防止爆炸。生做完实验后，应将所用试剂瓶和设备擦洗干净。并把实验台上、水、电、气开关关上，经指导教师检查后可以离开实验室。爱护实验室的每一件物品，不要随意挪动、挪用，要节约使用药品，如不慎损坏实验室的物品，应向指导教师报告并登记，酌情处理。实验室，不准吸烟，玩闹。

实验一废水中颗粒物的自由沉降一、实验目的本实验采用测定沉淀柱底部不同历时累计沉泥量方法，找出去除率与沉速的关系。通过本实验希望达到下述目的：1.初步了解用累计沉泥量方法计算颗粒物杂质去除率的原理和基本实验方法。2.比较该方法与累计曲线(或重深分析曲线)法的共同特点。3.加深理解沉淀的基本概念和颗粒物的沉降规律。二、实验原理若在一水深为B的沉淀柱内进行自由沉淀实验(图1-1)，实验开始时，沉淀时间为零，水样中悬浮物浓度为C0（mg/L），此时沉淀去除率为零，当沉淀时间为t1时，能够从水面到达和通过取样口断面的颗粒沉速为u01=H/t1，而分布在hi高度内沉速小于u01的颗粒也能通过取样口断面，但分布在hi高度以上的沉速小于u01的颗粒又平移到hi高度内，所以在t1时取样所测得的悬浮物中不含有沉速大于、等于u01的颗粒。令t1时取样浓度为C1，得到小于沉速u01的悬浮物浓度为C1。C1/C0是沉速小于u01的悬浮物占所有悬浮物的比例。令C1/C0=P01，便可依次得到u02，P02，u03，P03，把u0，P0绘成曲线就得到了不同沉速的累积曲线。利用u0与P0的关系曲线可以求出不同临界沉速的总去除率。按照这样的实验方法，取样时应该取到沉淀柱整个断面，否则若只取到靠近取样口周围的部分水样，误差较大，同时绘制的u0与P0的关系曲线应有尽量多的点，无疑这是一种非常麻烦且精度不高的方法。取样口取样口取样口uihiHH图1-1累计曲线法自由沉淀示意图图1-2累积沉泥量法自由沉淀示意图如果把取样口移到底部(图1-2)，直接测定累计沉泥量ΣWt，则是计算总去除率的较好方法。例如，取t1=10分钟，测得底部累计沉泥量W1，而W1与水祥中悬浮物含量W0之比就是临界沉速为u01=H/t1时的总去除率。这样，这种方法也适用于凝聚沉淀，它避免了重深分析法中比较繁琐的测定，作图，计算等过程。累计沉泥量测定法的具体计算分析如下。假定沉降颗粒具有同一形状和密度，由此得出两个关系式：颗粒沉速us与颗粒重量m的函数关系式：颗粒沉速us与颗粒数目n的函数关系式：式中,是系数,与颗粒形状、密度,水的粘滞性等因素有关,其中大于1。由以上二式可得出水样中原始悬浮物浓度C0（1—1）水中等于、大于沉速uS，的颗粒浓度为（1—2）令，则：(1—3)那么水中所有小于流速uS的颗粒浓度为，则：（1—4）（1—5）经过沉淀t时间，沉淀柱内残余的悬浮物含量有多少呢？应首先求出经沉淀t时间，沉淀柱内全部沉淀的颗粒量(即沉泥量)Wt值。设沉淀柱半径为r，高为H，u0=H/t为临界沉速。上式第二项中，（1—6）

因为，，则：（1—7）式中：——沉淀柱中原有悬浮物质量（g）；——经过沉淀t时间后沉淀柱中剩余悬浮物质量（g）。剩余悬浮物量与起始悬浮物量之比称为t时间未去除的比例Pt，于是得到：（1—8）这样，由式（1-5）或（1-8）均可求出A，B值。对于累计沉泥量测定去除率用式（1-8）较为合适。可利用不同的Pt值求出A、B值，也可用式（1-8）变换变量，得：令，，，即得直线方程y=a+Bx，用一元线性回归做直线后便可求得a、B并求得A值。沉淀柱总去除率计算式为E=1-Pt。121213456(一)、装置图1.高位水箱2.搅拌机3.沉淀柱4.取样□5.溢流管6.进水阀门(二)、设备高位水箱、铁管、沉淀柱、橡胶管；电热干燥箱、分析天平、真空抽滤装置；量筒、烧杯、卷尺、定量滤纸。四、实验步骤，本实验采用测定沉淀柱底部不同历时得沉泥量方法，沉泥量累计值也是累计沉淀时间得悬浮物去除率，它与沉淀柱内原水的悬浮物含量之比、就是在累计沉淀时间内悬浮物总去除率。具体步骤如下：在高位水箱中装满配好的水样；开启沉淀柱进水阀门，进水过程中取1O0mL水样抽滤，烘干称重，测定原水中悬物含量，记录；沉淀柱充满水样后，关闭进水阀门即记录沉淀开始时间；经过5、10、20、30、40、50、60分钟分别在锥底取样口取样一次，每次取水样50至100mL，以把底泥全部排出为宜，然后把水样抽滤烘干称重，记录。注意事项，开启底部取样口阀门时，开启度不宜过大，只要能在短时间里把沉泥排出即可；每次取样前测量水面高度H，记入表1-1中；如果原水样悬浮物含量较低时，应把取样时间延长；滤纸须先恒重，水样抽滤烘干后，总重减去纸重即沉泥量。五、实验结果整理1、把实验数据记录填入表1-1；2、根据表1-1实验数据进行整理记算，结果填入表1-2；3、利用表1-2数据和式(1-8)求出沉淀去除率表达式：4、上机计算线性回归方程，y=ax+b求a、b相关系数。沉淀柱内径d=90mm原水中悬浮物含量C0=mg/L表1-1实验数据记录表序号沉淀时间t（min）沉淀高度H（cm）取样体积V（mL）取样沉泥量（Wt）干重（g）1234567沉淀柱水样体积10升；原水样中悬浮物重量（干重）W0=g表1-2自由沉淀实验计算表序号累计沉淀时间（min）平均沉淀高度H（cm）平均临界沉速（cm/min）累计沉泥量（干重）（g）去除率（%）123┉六、实验结果讨论累计沉泥量实验方法测得悬浮物去除率有什么问题?如何改进？实验测得去除率E与数学计算比较误差为多少?误差原因何在?累计沉泥量方法与累计曲线法相比有何优缺点?

实验二混凝实验一、实验目的求出混凝过程的最优加药量。求出混凝过程的最优pH值。二、混凝原理混凝过程一般有下面几个作用，双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等。其最后目的是产生一中种结实而又比重大的矾花。这种矾花的产生与下列许多因素有关:(1)原水中悬浮颗粒的种类、粒度和浓度；(2)原水中离子的成分和浓度；(3)混凝剂的种类和用量；(4)混凝过程中的PH值；(5)混凝过程中的水温；(6)混凝过程中各种药剂投入的顺序；(7)混凝过程中搅拌的强度和时间。由于混凝过程的复杂关系，对于某一种水质采用什么混凝剂和加多少药剂，都只能靠实验决定。三、实验设备与材料多联搅拌仪，浊度计，温度计，PH试纸；烧杯，容量瓶，移液管，水桶；废水水样，混凝剂。四、实验步骤实验设备一般利用多联混凝试验搅拌器。搅拌叶片有四组的，也有六组的，但四组更适合于用0.618优选法定加药量，搅拌的叶片一般为6x4厘米，叶片的旋转搅拌速度可以在25—160转/分内变化，试验用烧杯装一定容积的水样并将叶片放在水中的适当位置。将时间设定I定为4分钟，时间设定Ⅱ为10分钟。然后按100转/分的转速开始搅拌，搅拌3分钟后，同时向四个烧杯内投入混凝剂，每个杯子内投不同加药量，从投药时算起搅拌一分钟，这是模拟生产过程中的混合过程；自动切换后，将转速调整为20转/分，共搅拌10分钟，这是模拟生产过程中的反应过程。停止搅拌后，把叶片从烧杯内提升出来，让加药搅拌后的水样静止沉淀10分钟。在实验过程要进行必要的水质分析和观察，最后做出每一烧杯的混凝沉淀效果的总评价，得出一个效果最好的加药量。五、0.618法优选加药量及混凝剂的配制按四个烧杯试验，先定出每个烧杯中的加药量:以a、x1、x2、b表示，a和b代表最小和最大的加药量，根据经验先定下来a和b的值大小，按a、b范围把最优加药量包括在内来考虑，加药的效果可以看成是加药量的单峰函数，最优加药量可按0.618的优选法来选择，x1和x2的计算公式如下:x2=a+0·618（b-a）x1=a+b-x2一般经验上确定最优加药量在10～60mg/L，则:x2=10+0.618(60-10)=40.9mg/Lx1=10+60-40.9=29.1mg/L即取a、x1、x2、b分别为10、30、40、60mg/L。用1%的混凝剂配制成1O、30、40、60mg/L反应浓度的水样，将0.5mL1%的混凝剂加入500mL废水中得到10mg/L的反应浓度的水样，同样加1.5mL、2mL、3mL混凝剂即为30、40、60毫克/升的水样。六、注意事项1.每个烧杯内所装的水样水质应完全一样，包括它们的温度、浊度，色度等，这样才能做到试验结果是在相同的基础上进行比较。2.应该在搅拌器开动稳定后再加药。3.应该做到全部烧杯都在同一时间加药。七、记录举例八、思考题在实验过程中为什么要调整转速?为什么混合过程时间短而反应过程时间长?若想进一步再找出最优加药量应该怎么办?

实验三压力溶气气浮实验一、实验目的在水处理工艺中，气浮法是进行固液分离的一种方法，它常被用来分离密度小于或接近于1、难以用重力自然沉降法去除的悬浮颗粒，有时还用以去除溶解性污染物。由于悬浮颗粒的性质和浓度、微气泡的数量和直径等多种因素都对气浮效率有影响，因此，气浮处理系统的设计运行叁数常要通过试验确定。通过本实验希望达到以下目的:1.了解和掌握压力溶气气浮方法的原理及其工艺流程；2.掌握气浮法设计参数“释气量”的测定方法及整个实验的操作技术。二、实验原理压力溶气气浮法的工艺流程包括全部废水加压溶气气浮、部分废水加压溶气气浮、部分处理后废水回流加压溶气气浮三种形式，目前以部分回流式应用最广。进行气浮时，用水泵将水抽送到压力为2～4个大气压的溶气罐中，同时注入加压空气。空气在罐内溶解于加压的污水中，然后使溶气水通过减压阀进入气浮池，此时由于压力突然降低，溶解于污水中的空气便以微气泡的形式从水中释放出来。微细的气泡在上升的过程中附着于悬浮颗粒上，使颗粒密度减小，上浮到气浮池表面与液体分离。影响加压溶气气浮的因素很多，其中溶解空气量的多少，释放的气泡直径大小，是重要的影响因素。空气的加压溶解过程服从亨利定律，但是由于溶气罐形式的不同，其过程也有所不同。此外，由于减压装置的不同，溶解气体释放的数量、气泡直径的大小也不同。因此进行释气量测定实验对溶气系统、释气系统的设计、运行均具有重要意义。三、实验设备与装置空气压缩机，溶气罐，加压泵，管道，阀门，释放器，压力表，水槽；释气量测定装置（如图）。水槽水槽水泵空压机溶气罐释放器进水阀分流阀入流阀释气瓶三通量气管水位调节瓶四、实验步骤启动空气压缩机，启动水泵将自来水打入溶气罐。开启溶气罐进气阀门，使压缩空气进入溶气罐，待罐内压力达到预定值时(一般为0.3～0.4MPa)，调整放空阀门稳定充气10分钟，使罐内水中溶解空气达到饱和。打开量气管的三通，使之与外界及释气瓶相通，注入清水至释气瓶的计量刻度；向水位调节瓶内注水，将量气管内液位调至零刻度。打开进水阀(释放器)和分流阀，使加压溶气水从分流口流出，在确认流出的加压溶气水正常后，开入流阀，关分流阀，使加压溶气水进入释气瓶内。当释气瓶内增加300mL左右水后，关闭进水阀和入流阀，快速关闭三通，使释气瓶与量气管连通，轻轻摇晃释气瓶，使加压溶气水中能释放出的气体全都从水中分离出来。关闭量气管的三通，使释气瓶只与外界通，上下移动水位调节瓶，使调节瓶中的液位与量气管中的液位处于同一水平线上，此时记录的气体增加量即排入释气瓶中加压溶气水的释气量。放出释气瓶中的水至计量刻度，准确计量排出水的体积。重复上述实验3次。记录各实验数据，并计算溶气效率：η=（释气量/理论释气量）×100%五、实验数据记录:内容序号加压溶气水释气压力（Mpa）体积（L）水温（℃）理论释气量（mL/L）释气量（mL）溶气效率（%）1234注:上表中理论释气量：V=KT×P（mL/L）释气量：V1=KT×P×W（mL）式中:P——空气所受的压力，MPa(表)；KT——亨利系数，见下表；W——加压溶气水的体积，(L)。不同温度时的KT值温度（℃）01020304050亨利系数0.0380.0290.0240.0210.0180.016六、问题讨论试述工作压力对溶气效率的影响。影响加压溶气气浮的因素有哪些?气浮法和沉淀法有什么相同之处，有什么不同之处?

实验四曝气设备充氧能力的测定一、实验目的活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，促使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。由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一。因此，需要通过实验测定氧的总传递系数，评价曝气设备的供氧能力。本实验希望达到下述目的:1.掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法。2.了解该测试方法和数据整理方法的特点。二、实验原理评价曝气设备充氧能力的试验方法有两种:(1)不稳定状态下进行试验，即试验过程水中溶解氧浓度是变化的，由零增到饱和浓度；(2)稳定状态下的试验,即试验过程水中溶解氧浓度保持不变。试验可以用清水或在生产运行条件下进行。下面就方法(1)加以介绍其原理。(一)不稳定状态下进行试验自来水用亚硫酸钠(或氮气)进行脱氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝气，直至溶解氧升高到接近饱和水平，假定这个过程中液体是完全混合的。符合一级动力学反应,水中溶解氧的变化可以表示为:①式中:——氧转移速率(mg/L·h)；——氧的总传递系数(h-1)；——试验条件下自来水的溶解氧饱和度(mg/L)；C——相应于某一时刻t的溶解氧浓度(mg/L)。将①式积分得:常数②式②表明，通过试验测得CS和相应于每一时刻t的溶解氧C值后，绘制出ln(CS-C)与t的关系曲线，其斜率即，见图1。另一种方法是先作C与t关系曲线，再作对应于不同C值的切线得到相应的dC/dt，最后作dC/dt与C的关系曲线，求得，见图2、3。由于溶解氧饱和浓度、温度、污水性质和搅动程度等因素都影响氧的传递速率，在实际应用中为了便于比较，须进行压力和温度校正。把非标准条侍下的转换成标准条件下的(2O℃、760mmHg)，通常采用以下的公式计算:③式中:T——试验时的水温(℃)；——水温为T时测得的总传递系数(h-1)；——水温为2O℃时的总传递系数(h-1)。饱和溶解氧值最好用实测值，即曝气池内的溶解氧达到稳定时的数值。ln(Cln(CS-C)(mg/L)t(min)图1.(CS-C)与t关系曲线(半对数坐标)C(mg/L)t(min)图2.c与t关系曲线dC/dt(mg/L.min)C(mg/L)图3.dC/dt与C关系曲线(二)充氧能力充氧能力可以用表示为:也可以表示为:V——曝气池体积(m3或L)；QC——充氧能力(gO2/h)；——标准条件下氧的饱和度(mg/L)，。三、实验装置与设备1.电动机，泵形叶轮，溶解氧测定仪，水槽，秒表，卷尺；12123451.水槽2.叶轮3.电机4.探头5.溶解氧测定仪四、实验步骤1.水槽内注入自来水，测量水深及水槽表面积，计算出水的有效体积V（L）。2.接通电源，使叶轮快速旋转，对水进行充分曝气，测定试验条件下自来水的溶解氧饱和度CS和水温。3.计算CoCl2和Na2SO3的需要量，Na2SO3是脱氧剂，CoCl2是催化剂。催化剂氯化钴的投加量W，(mg或g)：Na2S03的投加量W应为理论值的150～200%：W=V·CS·7.9×(150～200%)W——Na2SO3的实际投加量(kg或g)；V——曝气池体积(m3或L)。4.将Na2SO3和CoCl2溶解后直接加入水槽，减慢叶轮转速,使药品迅速扩散,进行脱氧。5.待溶解氧降到零或接近零时，升高叶轮转速，对水中曝气充氧，并定时测定水槽中溶解氧浓度，直到溶解氧达饱和值时结束实验。注意事项：1.叶轮的转速通过调节变压器的电压控制；2.对水中曝气充氧时，要保证叶轮的转速恒定；3.记录水的复氧过程时，开始的时间间隔应很短(10秒左右)，随时间的延续，记录间隔可以相应延长(30秒、1分钟)。五、实验结果整理1.记录基本参数:曝气池（水槽）体积V=L；水温T=℃；室温℃；实验条件下自来水的CS=mg/L；CoCl2投加量(mg)；Na2SO3投加量(g)。2.记录不稳定状态下充氧试验测得的溶解氧值,并进行整理。表1溶解氧随时间变化的数据记录与整理t(s)C(mg/L)CS-C(mg/L)t(s)C(mg/L)CS-C(mg/L)t(s)C(mg/L)CS-C(mg/L)3.以溶解氧浓度C为纵坐标，时间t为横坐标，用上表数据描点作C与t关系曲线。4.根据C与t实验曲线计算相应于不同C值的dC/dt记录于下表。C(mg/L)dC/dt(mg/(L·s))5.分别以ln(CS-C)和dC/dt为纵坐标，分别以时间t和C为横坐标，绘制出二条曲线。6.计算和充氧能力Qc。六、实验结果与讨论。1.氧的传递速率受哪些因素影响？2.比较两种数据整理方法，哪一种误差小些？3.CS值偏大或偏小对实验结果的影响如何?

实验五活性污泥法处理有机废水一、实验目的通过实验加深对活性污泥法的理解和认识；通过实验了解活性污泥法的操作指标及监测方法。二、实验原理活性污泥法是利用人工培养和驯化的微生物群体去分解氧化废水中可生物降解的有机物，通过生物化学反应，改变这些有机物的性质，再把它们从污水中分离出来，从而使污水得到净化的方法。所谓活性污泥，是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物以细菌为主，包括真菌、藻类，原生动物及后生动物等。细菌是净化功能的主体。污水中的溶解性有机物，是透过细胞膜而被细菌吸收的；固体和胶体状态的有机物是先由细菌分泌的酶分解为可溶性物质，再渗入细胞而被细菌利用的。有机物在有氧条件下，通过好氧微生物的代谢作用被分解氧化，从不稳定需要耗氧的状态转化为不再需要耗氧的状态，最终生成CO2和水。按照代谢产物，微生物的代谢作用分成:合成代谢和分解代谢两部分。微生物以废水中的有机物为底物，将一部分合成新细胞，而另一部分氧化分解以获得能量，与此同时，一部分微生物细胞物质自身也在氧化分解供应能量，叫做微生物的内源呼吸作用，它在有机物接近耗尽时，成为微生物获取能量的重要方式。这一系列生物化学反应，可用物料平衡关系图表示:基质基质（废水中的有机物）+O2合成新细胞内源呼吸最终产物CO2、H2O、NH3等非生物降解性产物最终产物CO2、H2O、NH3等基质氧化产生能量三、实验设备与材料空气泵、真空泵、烘箱、水槽、恒温水浴锅；分析天平，全玻璃回流装置。四、实验装置气泵空气气泵空气流量计五、实验步骤1.从污水厂取回性能良好的活性污泥，测定温度。将污泥装入水槽中，并调节温度与污泥温度一致。打开气泵，进行闷曝12小时。2.停止曝气，使污泥自由沉降至液面高度的1/2以下，吸出上清液。3.测定所取原污水的COD值，然后污水加入水槽内，至原液面高度，同时开始曝气。4.用100mL量筒取100mL水槽内混合液，静止30分钟测污泥沉降比SV30，记录。5.将测完SV30的量筒内的污泥抽滤，烘干2小时，测污泥浓度X，根据所测数值，计算污泥容积指数SVI。6.每隔四十分钟（或一小时）从取样口取样，静止1.5h，吸出上清液，测定出水的COD浓度，得到一系列ti－Ci。注意事项:1.水槽内混合液的温度须保持基本稳定，变化幅度不得超过1℃2.水槽内混合液中的营养配比要保持在C:N:P=100:5:1。六、实验结果整理污泥性能指标测定结果如表1所示。表1实验数据记录与整理项目数据项目数据处理水量（L）COD进水（mg/L）水温（℃）pH值SV30X（mg/L）SVI容积负荷*去除负荷**：利用本组实验实际所测出水浓度来计算。随着曝气时间，出水COD以及COD去除率整理在表2中，绘制出水COD以及COD去除率随时间的变化曲线。表2实验数据记录与整理曝气时间（min）COD出水（mg/L）COD去除率（%）数据分析：从上图可以看出出水COD随曝气时间逐渐减小，COD去除率逐渐增加，当曝气时间180分钟后，COD去除率趋于稳定，说明可生化有机物基本已去除完毕。七、问题讨论1.SVI的正常值在什么范围内，其值不同表示污泥性能如何？2.容积负荷、污泥负荷是怎样定义的?3.曝气槽混合液中营养比为多少?比例失调会有什么后果?4结合本实验结果，讨论该曝气槽中的活性污泥性能如何？

实验六活性污泥性质的测定一、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。（3）掌握水分快速测定仪的使用。二、实验原理活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧生物及其吸附的有机物组成的。活性污泥具有吸附和分解水中有机物质（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。三、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1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。四、实验步骤（1）污泥沉降比SV(%)：它是指曝气池中取混合均匀泥水混合液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8-1）。（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。eq\o\ac(○,1)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（W1b.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入漏斗，过滤（用水冲净量筒，并将水也倒入漏斗）。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（W2eq\o\ac(○,2)计算：污泥浓度（g/L）=[(滤纸质量+污泥干重)—滤纸质量]ⅹ10（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干污泥所占容积（单位为mL/g）。计算式如下：SVI=SVI值能反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉降性能。一般在100左右为好。（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，干污泥经燃烧后（600℃eq\o\ac(○,1)测定方法先将已知恒重的磁坩埚称量并记录（W3）（表8-1），再将测定过污泥干重的滤纸和干污泥一并放入磁坩埚中，先在普通电炉上加热碳化，然后放入马弗炉内（600℃）烧40min，取出放入干燥器内冷却，称量（W4）。eq\o\ac(○,2)计算污泥灰分=100%MLVSS=1000（g/L）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。五、实验结果整理MLSS=（W2—W1）/V（mg/L）MLVSS=（mg/L）SVI=(ml/g)式中W1——滤纸的净重，mg；W2——滤纸及截留悬浮物固体的质量这和，mg；V——水样体积，L。W3——坩埚质量，mg；W4——坩埚与无机物总质量，mg。表8-1活性污泥性能测定表序号W1/mgW2/mgW3/mgW4/mgW2-W1/mg12平均序号W4-W3/mgSV/%MLSS/(mg/L)MLVSS/(mg/L)SVI/（mg/L）12平均六、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，实验前准备工作要充分，不要弄乱。（3）仪器设备应按说明调整好，使误差减小。七、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，试举例说明。（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。

实验七吸附法处理含酚废水一、实验目的了解吸附法在废水处理中的作用，测定吸附等温线。二、实验原理活性炭吸附是目前应用较多的一种水处理手段。由于活性炭对水中大部分污染物都有较好的吸附作用，因此活性炭吸附应用于水处理时往往具有出水水质稳定，适用于多种污水的优点。活性炭吸附常用来处理某些工业污水，在有些特殊情况下也用于给水处理。吸附是物质在相界面处，浓度自动发生变化的现象。也就是一种物质以原子或分子状态附着在另一种物质上，固体表面和液体表面一样处在力场不平衡状态下，表面具有过剩的能量，当它吸附吸附质时，这种不平衡状态得以补偿，从而降低表面自由焓。因此，固体表面可以自动地吸附能降低其表面自由焓的物质。在等温的条件下，不同量的吸附剂具有不同的吸附量，从而测定出等温吸附线，通常用弗兰德利希经验式表示。q——活性炭吸附量，即单位重量吸附剂所吸附的物质量（g/g或mg/mg）；X——吸附质的质量(mg)；m——吸附剂（活性炭）的量（mg）；C——溶液浓度(mg/L)；k、n——与溶液的温度、PH值以及吸附剂和被吸附物质的性质有关的常数。1/n值越小活性炭吸附性能越好，一般认为当1/n=0.1～0.5时，水中欲去除杂质易被吸附；1/n>2时难于吸附。1/n较小时多采用间歇式操作，1/n较大时最好采用连续式操作。三、实验用品1.摇床，72-分光光度计，温度计；2.水样为配制的酚溶液（10mg/L）四、实验步骤在6个250mL的三角烧瓶中分别投加0、20、40、60、80、100mg活性炭；分别用量筒取5OmL含酚水样加入烧瓶中，测定水温；将6个烧杯固定在振荡器上振荡30分钟(认为已达到吸附平衡)；分别取烧瓶中的溶液过滤，滤液置于10mL比色管中；(滤纸不要润湿)分别向比色管中滴加5滴缓冲溶液、3～4滴4-氨基安替吡啉溶液、3滴铁氰化钾溶液，摇匀，静止1分钟显色。用分光计在510nm处，以蒸馏水做参比液，用1cm比色皿测滤液的吸光度。注意操作要点：各水样过滤之后，再同时滴加其它药品；按顺序每加一种药品之后，必须摇匀，再加其它药品；水样显色后，测吸光度时要按由浅至深的顺序。附标准曲线绘制：配制0mg/l、2mg/l、4mg/l、6mg/l、8mg/l的标准酚溶液。分别取上述酚标准溶液置于10mL比色管中，分别向比色管中滴加5滴缓冲溶液、3～4滴4-氨基安替吡啉溶液、3滴铁氰化钾溶液，摇匀，静止1分钟显色。用分光计在510nm处，以蒸馏水做参比液，用1cm比色皿测滤液的吸光度。在标准曲线上查出相应的酚含量。标准曲线：水样浓度C2mg/L4mg/L6mg/L8mg/L吸光度A待测实验：活性炭量0mg20mg40mg60mg80mg10mg吸光度A酚浓度C画出等温吸附线，并以弗兰德利希方程的形式，求出等温吸附方程。六、数据处理m（mg）020406080100C（mg/L）logCx（mg）q（g/g）logqT（℃）各实验数据记录于上表；绘制q—C对应的等温吸附曲线；将两边取对数，得；记录在上表。4)以logq—logC做图，经线性回归得一直线，求出斜率1/n和截距logk；5)将k和1/n代回原方程，得到温度T下的弗兰德利希等温吸附方程式。logqlogqlogC1/nlogkqC（mg/L）七、思考题评价活性炭对苯酚的吸附能力。吸附等温线有何实际意义?做等温吸附线为什么要用粉状炭？实验八废水可生化性实验一、实验目的1.了解废水可生化性判别的原理和方法。2.掌握废水可生化性生化呼吸线法测定过程。3.掌握废水可生化性测定的应用。二.实验原理及方案2.1实验原理1)废水生化处理的机理及要素:可生化废水生化处理主要是通过活性污泥微生物的新陈代谢作用实现的。活性污泥中微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成的生态系。细菌是这个生态系中最主要的组成部分。利用微生物对废水中有机、有毒物质进行吸附和氧化分解。其过程有物理化学作用和生物化学作用。污水中有机物向活性污泥表面附聚。由于活性污泥为松软的絮状体，表面积大，有较强的吸附力，所以活性污泥能对有机物或有毒物质进行吸附，其中可溶性有机物直接被细菌所吸附，而不溶性有机物通过细菌分泌的酸作用，将其降解为可溶性有机物后，再被细菌吸收，吸收到细菌体内的有机物，在有氧的条件下，将其中一部分有机物进行分解代谢，即氧化分解，以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成二氧化碳和水等稳定物质，再通过凝聚沉淀分离，使污水净化无害。2)生化处理过程中保证微生物生命的基本要素:a)水温保持20～30℃b)pH值7～9:活性污泥中微生物适宜中性或偏碱性环境中;c)营养物质与活性污泥的结构、处理废水中的有机杂质等密切相关。除以生物需氧量BOD表示的碳源外，还需要N、P和其它微量元素。2.2实验方案1)本实验是通过测定活性污泥的呼吸速度来考察乙醛废水生物处理的可能性。生物对氧的消耗称之为呼吸，通过连续测定活性污泥微生物的呼吸，即连续测定水样中溶解氧的变化，来研究活性污泥进行生化反应的可能性。当活性污泥处于内呼吸阶段(微生物取得生命活动的能量，仅仅利用体内贮藏的物质)，呼吸速度是恒定的，即耗氧量相对稳定，所以耗氧量与时间成一直线关系，此直线称为内呼吸线。当活性污泥接触含有有机物或污水后，由于分解水中的有机物，其耗氧速度要加快，耗氧量随时间的变化是一条特征曲线，称之为生化呼吸曲线。其需氧速度可以用下式表示:(do/dt)D=(do/dt)F+(do/dt)T式中:(do/dt)D-总的需氧速度;(do/dt)F-降解有机物，合成新细胞的耗氧速率;(do/to)T-微生物内源呼吸速率。如果废水对微生物无抑制作用，则微生物与废水混合后，立即大量摄取有机物合成新细胞，也消耗水中的溶解氧，溶解氧的吸收量与废水中的有机物浓度有关。开始时，间歇生物反应器有机物浓度高，微生物吸收氧的速度较快，随着有机物的逐渐被去除，氧吸收速率也逐渐减慢，最后等于内呼吸速率，若废水中某一种或几种成分对微生物的生长有毒害或抑制作用，微生物降解分解有机物的速度便会停止或减慢。因此，可以通过测定活性污泥的呼吸速度，用氧吸收的累计值与时间的关系曲线，呼吸速率与时间的关系曲线来判断废水生物处理可能性的最大允许浓度。实验所得:a)生化呼吸线在内呼吸线之上，该废水可生化处理。b)生化呼吸线在内呼吸线之下，该废水不可生化处理，废水对生物有抑制作用。c)生化呼吸线与内呼吸线重合，该废水对生物无抑制作用。三、实验装置图及所需仪器设备超级恒温水浴、磁力搅拌器、溶解氧测定仪、秒表、烧杯、锥形瓶,，见图1。图1实验装置图1实验装置1磁力搅拌器2.DO探头3.三角瓶4.DO测定仪1324四、实验步骤:1、从吉化污水处理厂取曝气池活性污泥曝气培养。2、配制废水:乙醛废水的来源为吉化电石厂的乙醛废水。3、分别取250mL曝气后的活性污泥于两个锥形瓶中。(1)甲瓶做内呼吸测定，用自来水加满，在20～30℃(2)乙瓶做生化呼吸线测定，加入10mL待测废水，再用自来水加满锥形瓶，在同样的条件下用溶解氧仪测定，其中溶解氧的变化值，同样每隔30s读数一次。以时间做横坐标，耗氧量做纵坐标在同一坐标系中做出生化呼吸曲线。(3)比较两条呼吸线得出可生化性结论。五.实验数据处理及分析乙醛废水的可生化性测定数据见表1，呼吸线见图2。表1废水可生化性实验数据时间/min内源呼吸耗氧速率（累积）mg/l生化呼吸耗氧速率（累积）mg/l时间/min内源呼吸耗氧速率（累积）mg/l生化呼吸耗氧速率（累积）mg/lt/mint/minDO/mg内源呼吸线生化呼吸线（可生化）生化呼吸线（不可生化）0图2废水可生化曲线由图1可以看出，乙醛废水的生化呼吸曲线在污泥的内源呼吸线之上，也就是说该废水可以用生化方法来进行处理，得到比较好的效果，即该废水为可生化废水。六、讨论1.测定废水的可生化性在废水处理中的作用。

实验九SBR法计算机自动控制系统一、试验目的1、通过试验认识SBR法计算机自动控制系统的构造及运行过程2、加深对SBR法的工艺特征的认识。二、试验原理SBR法是序列式间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，他又可称为序批式活性污泥处理系统。SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术，可以说SBR法是一种既年轻又古老的水处理工艺，这是因为早在1914年英国人Alden与Lookett等发明了活性污泥生物处理法时，在运行上就是采用间歇的运行方式，但是在当时的情况下，由于曝气器和自控设备的限制，以及一些在认识上的问题等给运行操作带来了诸多不便，因此，就将间歇的运行方式改为连续的运行方式。而在20世纪80年代以后，由于自动化控制、计算机等高新技术的迅猛发展，以及一些在污泥处理领域的日益普及和应用（例如，，电池阀、气动阀、溶解氧传感器、水位传感器等），使得活性污泥法中各项主要指标，如溶解氧（DO）、PH值、电导率、氧化还原电位（ORP）等,都能通过自动检测仪表做到自控操作，这样就为活性污泥法的间歇运行创造了条件。1979年美国人R。L。Irbine等又重新提出了间歇进水、间歇出水的活性污泥处理工艺，即SBR法，这一观点很快得到了认同与重视，并在美澳得到较广泛的应用。SBR法与传统活性污泥法的最大区别是：以时间分割的操作方式代替了传统的空间分割的操作方式；以非稳态的生化反应代替了传统的稳态生化反应；以静止的理论沉淀方式代替了传统的动态沉淀方式。SBR技术的核心就是SBR反应器（池），该池将调节、均化、初沉、生物降解、二沉等多重功能集于一池，通常情况下，它主要由反应池、配水系统、排水系统、曝气系统、排泥系统，以及自控系统所组成。SBR工艺在运行上的主要特征是顺序、间歇式的周期运行，其一个周期的运行通常可分为以下五个阶段。（1）进水阶段：将待处理污水注入反应池，注满后再进行反应。此时的反应池就起到了调节池调节均化的作用。另外，在注水的过程中，也可以配合其它操作，如曝气、搅拌等以达到某种效果。（2）反应降解阶段：污水达到反应器设计水位后，便进行反应。根据不同的处理目的，可采取不同的操作,如预降解水中的有机物（去除BOD）要进行硝化、吸收磷就以曝气为主要操作方式；若欲进行反硝化反应，则应进行慢速搅拌。（3）沉淀澄清阶段：以理性静态的沉淀方式使泥水进行分离。由于是在静水条件下进行沉淀，因而能够达到良好的沉淀澄清及污泥浓缩效果。（4）排放处理水阶段：经沉淀澄清后，将上清液作为处理水排放直至设计最低水位，有时在此阶段在排水后可排放部分剩余污泥。（5）待进水阶段：此时反应器内残存高浓度活性污泥混合液。整个运行过程如图I所示。在工艺方面SBR法具有以下特点：（1）生化反应推动力大，反应效率高，池内可处于好氧、厌氧交替状态，净化效果好。（2）运行稳定，污水在理想状态下沉淀，沉淀效率高，排出水水质好。（3）耐冲击负荷能力强，池内滞流的处理水对污水有稀释、缓冲的作用，可以有效抵抗水量和有机物的冲击。（4）运行灵活，工序的操作可根据水质水量进行调整。（5）构造简单，便于操作及维护管理。（6）控制反应池中的DO，BOD5，可有效控制活性污泥膨胀。（7）适当控制运行方式可实现好氧、缺氧、厌氧的交替，使其具有了较好的脱氮、脱磷效果。（8）工艺流程简单，造价低，无需设二沉池及污泥回流系统，初沉池和调节池通常也可省略，占地面积小。三、实验设备及仪器SBR法计算机控制系统水泵；水箱；空压机。四、实验操作步骤（1）、由计算机控制，打开水泵将原水送入反应器，至设计水位（水位可以由水位继电器来控制）。（2）、关闭水泵打开气阀，空压机开始曝气（根据目的不同，也可设定计算机程序在进水的同时也进行曝气等操作），曝气时间根据需要在计算机程序上设定。（3）、经过设定的曝气时间后，计算机给出指令，停止曝气，关闭气阀，使反应器内混合夜静沉，静沉的时间通过计算机程序来设定。（4）、经过设定的静沉时间后，计算机指令打开阀Ⅰ,使排水管中充满上清夜，并使滗水器上浮到夜面上，然后指令关闭阀Ⅰ后打开阀Ⅱ，排出上清夜。（5）、计算机指令关闭阀Ⅱ。五、思考题（1）、简述SBR法与活性污泥法的区别与联系。（2）、简述SBR法污泥运行过程。（3）、简述SBR法在工艺上的特点。（4）、简述滗水器的作用。

实验十污泥比阻试验一、实验目的：是测定污泥的比阻值，研究污泥的脱水性能，判定各种类型PAM改善污泥脱水性能的优劣，并确定最佳的污泥调配絮凝剂及其投量。二、试验原理污泥比阻时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（或同一种污泥加入不同量的混凝剂后）的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性越差。过滤时滤液体积V（mL）与推动力p（过滤时的压强，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μ[g/(cm?s)]成正比。（ML）……………….(公式1)过滤阻力包括滤渣阻力Rg构成。而阻力R随滤液渣层的厚度增加而增大，过滤速度则减少。因此将公式1改写成微分形式……………….(公式2)由于Rg比Rg相对较小，为简化计算，姑且忽略不计。………….(公式3)式中－单位体积污泥的比阻；－虑渣厚度；C‘－获得单位体积滤液所得的虑渣体积；如果以虑渣干重代替虑渣体积，单位质量污泥的比阻代替单位体积污泥的比阻，则公式3可以改写为………….(公式4)式中，ａ为污泥比阻，在CGS制中，其量纲为ｓ2/g，在工程单位制中其量纲为cm/g。在定压下，在积分界线由0到t及0到V内对式4积分，可得………….(公式5)式5说明在定压下过滤，t/V与V成直线关系，其斜率为b＝；…………….(公式6)因此，为求得污泥比阻，需要在实验条件下求出b及C。三、实验设备与试剂（1）实验装置如图（2）秒表；滤纸。（3）烘箱。（4）FeCL3、AL2(SO4)3。（5）布氏漏斗。四、试验步骤（1）测定污泥的含水率，求出其固体浓度C0。（2）配制FeCL3、（10g/L）和AL2(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65～80mm）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(35.46kPa)或532mmHg(70.93kPa)〕关掉真空泵。（6）加入100mL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，开始启动秒表，并记下开始时计量管内的滤液V0。（7）每隔一定时间（开始过滤时可每隔10s或15s，滤速减慢后可隔30s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入称量瓶内称量。（10）称量后的滤饼于105℃（11）计算出滤饼的含水比，求出单位体积滤液的固体量C0（12）量取加AL2(SO4)3混凝剂的污泥（每组的加量于FeCL3量相同）及不加混凝剂的污泥，按实验步骤（2）～（11）分别进行实验。五、实验结果整理（1）测定并记录实验基本参数，记录格式如下。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1记录并计算。（3）以t/V为纵坐标，以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C0（5）列表计算比阻值а（见表2比阻计算表）（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。六、注意事项（1）检查计算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，先用蒸馏水湿润，而后在用真空泵抽吸一下，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）测定污泥比阻在工程上有何实际意义？表1布氏漏斗实验所得数据时间/s计量管滤液量V’/mL滤液量V=V’-V0/ｍLt/V(s/mL)

实验十一聚醚砜微滤膜动力学参数的测定一、实验目的：1、通过实验加深对聚醚砜膜技术理论的理解和认识。2、实验掌握微滤技术并测定聚醚砜膜动力学参数。3、考察同温度下不同压力的膜通量及其随时间的变化规律。二、聚醚砜微滤技术的基本原理1、微滤基本原理与特点：一般说来，微滤膜是指一种孔径为0.1～10μm，高度均匀，具有筛分过滤作用为特征的多孔固体连续介质。膜分离是指在某种推动力的作用下,利用膜的透过性能,达到分离混合物中离子、分子以及某些微粒的过程。微滤膜有以下几个特点：a.属于绝对过滤介质。微滤膜主要以筛分截留作用实现分离目的，使所有比膜孔绝对值大的粒子全面截留，而深层介质过滤时不能到达绝对的要求，因此微滤膜属于绝对过滤材料。b.孔径均匀，过滤精度高。微滤膜的孔径比较均匀，其最大孔径与平均孔径之比一般为3～4，孔径基本呈正态分布，因此经常被作为起保证作用的手段，过滤精度高，可靠性强。c.通量大。由于微滤膜的孔隙率高，因此在同等过滤精度下，流体的过滤速度比常规过滤介质高几十倍。d.厚度薄，吸附量小。微滤膜的厚度一般为10～200µm，过滤时对过滤对象的吸附量小，因此贵重物料的损失较小。由于上述特点，因此微孔膜主要用于从气相或液相流体中截留细菌、固体微粒、有机胶体。主要适合对悬浮液和乳液的进行截留或浓缩以及低浊度液体除菌。2、微滤膜分离系统及工艺流程微滤属于压力推动的膜工艺系列。一般说来，微滤操作的跨膜压差为0.1～0.3MPa。微滤在应用中(实验室里或工业上)遇到的最主要问题是通量的下降。这是由于浓差极化和膜污染引起的。为了减少污染应注意操作方式的选择。通常采用错流过滤操作方式。为了不使膜透过通量太小，必须周期性地对膜组件进行冲洗和反冲洗。此外，在恒通量的情况下，在反冲洗之前是靠连续提高进料压力来补偿渗透通量的降低。进料压力变化大约在0.05～0.25MPa之间。当进料压力到达规定值时，进行反冲洗。3、膜动力学参数：表征膜分离性能的参数主要有两个。一是膜通量，二是截留率。（1）膜通量计算公式：式中:J代表膜通量，单位为m3/m2.s；V代表水量，单位为m3；t代表出水用时，单位为s；S代表膜面积，单位为m2。（2）截留率公式：表观截留率；本征截留率式中:Cb和Cp分别代表原料液和透过液的浓度mg/L。Cm--代表截留液浓度mg/L。4、聚醚砜系列膜特点聚醚砜膜在膜产品中属高、中档产品。膜表层光滑，减少了污染物在膜表层的沉积，提高了膜的抗污染能力，减少了膜装置对预处理的要求。聚醚砜膜最独特的性能主要表现在具有耐强酸、强碱（pH值=1～14）、耐生物腐蚀、耐油脂、耐高温（180℃下长期工作，可蒸汽杀菌）、耐高压（≤0.8Mpa）、污染解析能力强、超高通量等特点。是其它普通膜所不能比拟的膜，适应于不同粘度、不同污染程度、不同温度的料液，因此，可应用于特殊行业中的分离、提取、浓缩，应用行业广泛。发酵行业中的蛋白质去除纺织印染业的染料脱盐浓缩与酸碱回收。三、实验装置与设备实验设备主要是有机聚醚砜中空纤维膜实验机。其中：膜孔径为0.2um，膜面积为0.4m2动力为压力；1000ml量筒3个，精确到10ml；秒表一个，精确到0.01秒；温度计一支。图1有机聚醚砜膜装置四、实验操作图1有机聚醚砜膜装置实验数据由以下方法获得：打开机器，待运行稳定后，调整阀门使压力变为测量条件时的值。查看温度，当温度达到一整数值时，用秒表计一定时间的出水量。具体步骤如下：(1)．实验准备。(2)．开机运行：接通电源，打开启动开关，开机运行。调整压力范围在0.1～0.3MP并在此范围内取若干个压力。等机器运行稳定后，测一定时间间隔下的出水量。(3)．实验记录：记录压力、室温、一定时间间隔后的水温变化。(4)．实验结束后停机、断开电源，将储水槽内的水排出。(5)．水力学反冲洗。水力学清洗方法主要是反冲洗(只适用于微滤膜和疏松的超滤膜)，即以一定频率交加压、减压和改变流向。五、结果及分析数据记录格式见表格1。六、实验过程中常见问题及解决办法实验过程中，随着温度的升高，压力会出现一定程度的下降，此种情况的出现一般是由于温度升高导致膜孔径增大造成的。为得到精确的数据，此时一般要调整阀门使压力平稳。由于清水的不断流出，水箱中的水不断的减少，所以需要补充一些水。在本次实验中将流出的清水重新回流到水箱中，以保持进出水的平衡，使值更接近与连续进出水时的情况。七、对学生实验的要求：1、由于学生人数多。我们的实验设备套数少，仅一套小试膜实验设备。所以，要求学生做膜动力学参数测定时一定注意保护实验设备。2、找出在同一温度下不同压力随时间的膜通量变化规律。3、将实验数据填入表中。（学生可以自己设计实验记录表格）4、将数据进行数据处理。绘制有机膜在一定温度下不同压力的膜通量变化曲线。

实验十二无机纳滤膜动力学参数的测定一、实验目的：1、通过实验加深对无机膜技术理论的理解和认识。2、通过实验认识无机陶瓷膜并测定无机膜动力学参数。3、考察不同温度、不同压力下的膜通量。二、无机膜分离技术的基本原理和特点(陶瓷膜)1、无机纳滤膜无机膜是固态膜的一种，它是由无机材料，如金属、金属氧化物，陶瓷，多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两大类，致密膜主要有各类金属及其合金膜，如金属钯膜、金属银膜以及钯-镍、钯-金、钯-银合金膜，这类金属及金属合金膜主要是利用其对氢的融解机理而透氢，用于加氢或脱氢膜反应以及超纯氢的制备。另一类致密膜则是氧化物膜主要是经三氧化二钇稳定的ZrO2膜。纳滤膜在其分离应用中表现出下列两个显著特征：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为200～2000；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。从结构上来看纳滤膜大多是复合型膜，即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据其第一个特征，推测纳滤膜的表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，故称之为“纳滤”。图1错流过滤示意图2、无机膜分离系统及工艺流程图1错流过滤示意图无机膜分离系统包括膜组件、原料输送系统、压力流量测量控制系统等。采用的主要是错流过滤方式。与终端过滤不同的是，错流过滤中存在着两股流出液体：一股是渗透液(或称滤液)；另一股是用于提供膜表面冲刷作用的循环流体。示意图见图1。3、膜通量计算公式：其中:J代表膜通量，单位为m3/m2.s；V代表水量，单位为m3；t代表出水用时，单位为s；S代表膜面积，单位为m2。由上述公式不难看出，因为S一定，只需知道V和t，可求出J。二、实验设备实验设备主要是无机陶瓷膜装置。其中：膜组件为两只，膜孔径分别为50nm和30nm，一只工作，一只备用。膜面积为0.1m2，膜组件约长40cm，直径约4cm；分离动力为压力，所用泵的规格为：Q为4.5m3/hH为28m功率为1080W；100毫升和250毫升量筒各一只，精确度分别为1毫升和5毫升；机器上自带温度计和压力表，精确度分别为三、实验操作：实验数据由以下方法获得：打开机器，待运行稳定后，调整阀门使压力变为测量条件时的值。关出水阀，开回流阀，待水质均匀后，关回流阀，开出水阀，查看温度，当温度达到一整数值时，用秒表计10秒出水量。温度一定而不同压力下的膜的出水量及压力一定而不同温度下的膜通量。具体步骤如下:(1).实验准备：开机前使阀门V2，V4，V5，V6，V11关闭。保证阀门V1，V7，V10，V12为开启状态。阀门V3半开。(2)．开机运行：加入料液，接通电源，启动循环泵，调整V3，V12至所需流量和操作压力（压力为上下两个压力表的平均数）。系统稳定后，开始在出水口接水。测一定时间间隔下的出水量。(3)．实验记录：记录出水量、压力、室温、一定时间间隔后的水温变化（由温度表读出）。(4)．实验结束后停机，打开阀门V1，V2，V4，V5，V10，V11排空设备中的料液。(5)．反冲洗：将V8通过皮管与空压机相连，打开V6，关闭V2，V7，V10，V11。打开操作面板上的“反冲洗”开关，启动空压机及循环泵，运行一段时间结束后将系统内的料液排出。四、结果及分析根据要求做实验，如实填写实验记录。实验机名称样本序号室温℃进水温度℃出水温度℃pH压力MPa时间S错流流速m/s膜通量m3/m2.s0.10.20.3表250nm陶瓷膜在不同温度压力下的膜通量温度压力1416182022242628300.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.32温度对膜通量有一定影响。五、实验中问题及分析在实验过程中，由于水箱的体积比较小（约15L），而泵的功率相对较大，使泵常会出现严重的气蚀现象，并且会使压力极其不稳定，从而会造成很大的误差。所以在操作过程中，最好使水箱中始终保持12L以上的水，以防严重气蚀现象的发生。另外对清水的出水阀门，不要频繁的开闭，因为一旦闭上此阀，就会导致出水管道积水，而排除此部分积水所用时间是很长的，这在一定的程度上也会影响数据的精确度。六、对学生实验的要求：由于学生人数多。我们的实验设备套数少，仅一套无机膜实验设备。所以，要倍加爱护实验设备。要求学生掌握无机膜动力学参数测定。将实验数据填入表中。（学生可以自己设计实验记录表格）将数据进行数据处理。绘制有机膜在一定温度下不同压力的膜通量。找出在同一温度下，不同压力随时间的无机膜通量变化规律。

实验十三超滤中水回用实验一、实验目的：1、通过实验加深对超滤技术理论的理解和认识。2、超滤实验处理城市污水处理厂出水达中水回用标准。3、对污水及回用水各指标进行监测。二、超滤技术的基本原理污水经过生化二级处理后，出水仍不能满足受纳水体的排放要求时；为提高水资源的利用率，考虑将污水再生利用、回用到工业及市政公用设施时，需要提高污水处理程度，采用污水深度处理，达到回用水的要求。超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05µｍ(微滤)至1nm(纳滤)之间。超滤膜的分离原理可用筛分机理来解释，其截留率取决于溶质的尺寸和形状(相对于膜孔径而言)。超滤主要应用于将溶液中的颗粒物、胶体和大分子与溶剂等小分子物质分离，目前已涉及电子工业、食品工业、医药工业、环境保护和生物工程等领域。实验参数：描述超滤膜透过性的参数是膜通量。代表污水回用参数主要是截留率、温度、pH、COD及各种水质参数。1、膜通量计算公式：式中:J代表膜通量，单位为m3/m2.s；V代表水量，单位为m3；t代表出水用时，单位为s；S代表膜面积，单位为m2。2、截留率公式：表观截留率；本征截留率式中:Cb和Cp分别代表原料液和透过液的浓度mg/L。Cm--代表截留液浓度mg/L。三、实验装置与设备实验设备主要是有机聚醚砜中空纤维膜实验机。其中：膜孔径为0.2um，膜面积为2.5m2约45cm，直径约9cm；分离动力为压力；所用泵为不锈钢射流式自吸泵，其规格为：Q为0-90L/min，H为41-17m，NPSH为2.5m，功率为0.75KW；1000ml量筒一个，精确到10ml；秒表一个，精确到0.01秒；温度计一支，精确到图1中水回用膜装置1℃图1中水回用膜装置四、实验操作实验数据由以下方法获得：打开机器，待运行稳定后，调整阀门使压力变为测量条件时的值。关出水阀，开回流阀，待水质均匀后，关回流阀，开出水阀，查看温度，当温度达到一整数值时，用秒表计一定时间的出水量。具体操作步骤：以实验装置右边单组件膜为例：（左边相同）1．实验准备：开机前使阀门k3，k5，k8，k9，k10，k13关闭。2．开机运行：接通电源，打开阀门k4，k6，k11，启动开关，开机运行。调整k11使压力范围在0.1～0.3MP并在此范围内取若干个压力。等机器运行稳定后，测一定时间间隔的出水量。3．实验记录：记录压力、室温、一定时间间隔后的水温变化。4．实验对处理城市污水处理厂出水进行超滤，并对原水、透过液、截留液进行监测。5．反冲洗：打开k9，k11，关闭k4，k6，启动电机运行一段时间结束，将水排出。水(滤液)力学反冲洗。水力学清洗方法主要是反冲洗(只适用于微滤膜和疏松的超滤膜)，即以一定频率交加压、减压和改变流向。6.实验结束后停机、断开电源，将储水槽内的水排出。6、对实验的进水与出水进行监测分析。并与回用水标准进行比较。7、当膜的污染比较严重，采用物理方法效果不佳时，需用化学清洗剂清洗。常用的清洗剂有以下几种：①酸液(较强的如H3PO4，或较弱的如乳酸)；②碱液(如NaOH)；③表面活性剂(离子或非离子型)；④酶(蛋白酶、淀粉酶、葡萄糖酶)；⑤消毒剂(H2O2和NaOCl)；⑥配合剂(EDTA、聚丙烯酸酯、六偏磷酸钠)。这些清洗剂既可单独使用，也可以组合形式使用。五、结果及分析表格SEQ表格\*ARABIC1：数据记录表实验机名称样本序号室温℃进水CODmg/L出水CODmg/LpH压力MPa时间S错流流速m/s膜通量m3/m2.s0.10.2六、对学生实验的要求：1、由于学生人数多。我们的实验设备套数少，仅一套小试膜实验设备。所以，要求学生做该实验时一定注意保护实验设备。2、找出在同一温度下不同压力随时间的膜通量变化规律。3、将实验数据填入表中。（学生可以自己设计实验记录表格）4、将数据进行数据处理。将监测结果与标准比较。5、绘制透过液、截留液各参数变化曲线。

第二部分大气污染控制工程实验实验一、旋风除尘器性能测定实验意义和目的通过本试验掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法，并且对影响旋风除尘器性能的主要因素有较全面的了解。1．旋风除尘器的压力损失的测定2．旋风除尘器的除尘效率的测定实验原理（一）空气状态参数的测定旋风除尘器的性能通常是以标准状态（P=1.013×105Pa，T=273K）来表示。空气状态参数决定了空气所处的状态，因此可以通过测定空气状态参数，将实际运行状态的空气换算成标准状态的空气，以便于相互比较。空气状态参数包括空气的温度、密度、相对湿度和大气压力。空气的温度和相对湿度可用干湿球温度计直接测得；大气压力由大气计测得；干空气密度由下式计算：（1-1）式中：ρg——空气密度，kg/cm3;P——大气压力，Pa；T——空气温度，K。实验过程中，要求空气相对湿度不大于75%。（二）除尘器处理风量的测定和计算由于含尘浓度较高和气流不太稳定的管道内，用毕托管测定风量有一定困难。为了克服管内动压不稳定带来的测量误差，本实验采用双扭线集流器流量计测定气体流量。该流量计利用空气动压能够转换成静压的原理，将流量计入口气体动压转换成静压（转换率接近100%），通过测定其静压换算成管内气体动压，从而确定管内气体流速和处理气体流量。另外，气体静压比较稳定且有自平均作用，因而测量结果比较稳定、可靠。流量计的流量系数（）由实验方法测定得出，通常接近于1。 （1-2）式中：——用毕托管法测量的管道截面平均动压，Pa；——双扭线集流器的静压值，Pa。管内气体流速： （m/s）(1-3)除尘器处理风量： （m3/s）(1-4)式中：F1——风管横截面积，m2。除尘器入口气体流速按下式计算： (m/s)(1-5)式中：F2——除尘器入口面积，m2。(三)除尘器阻力的测定和计算由于实验装置中除尘器进口管径相同，故除尘器阻力可用B、C两点静压差（扣除管道沿程阻力与局部阻力）求得。（1-6）式中：——除尘器阻力，Pa；——前后测量断面上的静压差，P；——测点断面之间系统阻力，Pa；RL——比摩阻，Pa/m；L——管道长度，m；——异形接头的局部阻力，Pa。将换算成标准状态下的阻力（1-7）式中：TN和T——标准和试验状态下的空气温度，K；PN和P——标准和试验状态下的空气压力，Pa；除尘器阻力系数按下式计算：（1-8）式中：——除尘器阻力系数，无因次；——除尘器阻力，Pa；Pdl——除尘器内入口截面处动压，Pa。（四）除尘器进、出口浓度计算（1-9）（1-10）式中：Cj、Cu——除尘器进口、出口的气体含尘浓度，g/m3;Gj、Gs——发尘量与除尘量，g；Qj、Qu——除尘器进口、出口空气量，m3/s;——发尘时间，s。（五）除尘器效率计算（1-11）式中：——除尘器效率，%。（六）分级效率计算（1-12）式中：——粉尘某一粒径范围的分级效率，%；gsi——收尘某一粒径范围的质量百分数，%；gji——发尘某一粒径范围的质量百分数，%。三、实验装置、流程和仪器（一）实验装置、流程本实验装置如图1-1所示。含尘气体由双扭线集流器流量计进入系统，通过旋风除尘器将粉尘从气体中分离，净化后的气体由风机经过排气管排入大气。所需含尘气体浓度由发尘装置配制。1.发尘装置2.双扭线集流器流量计3.进气管道4.旋风除尘器5.灰斗6.排气管道7.调节阀8.软接头9.风机10.电机11.支架图1-1.旋风除尘器性能实验装置（二）仪器1.倾斜微压计YYT-2000型2台；2.U型压差计500～1000mm3.毕托管2支；4.烟尘采样管2支5.烟尘浓度测试仪2台；6.干湿温度计1支7.空盒气压计DYM-31台；8.分析天平分度值0.0001g19.托盘天平分度值1g11.钢卷尺2个四、实验方法和步骤（一）除尘器处理风量的测定测定室内空气干、湿球温度和相对湿度及空气压力，按式（1-1）计算管内的气体密度。启动风机，在管道断面A处，利用双扭线集流器和YYT-2000倾斜微压计测定该断面的静压，并从倾斜微压计中读出静压值（Pl），按式（1-4）计算管内的气体流量（即除尘器的处理风量），并计算断面的平均动压值（）。（二）除尘器阻力的测定1、用U型压差计测量B、C断面间的静压差（）。2、量出B、C断面间的直管长度（l）和异形接头的尺寸，求出B、C断面间的沿程阻力和局部阻力。3、按式（1-6）、（1-7）计算除尘器的阻力。（三）除尘器效率的测定1、用托盘天平称出发尘量（Gj）。2、通过发尘装置均匀地加入发尘量（Gj），计下发尘时间（τ），按（1-9）计算出除尘器入口气体的含尘浓度（Cj）。3、称出收尘量（Gs），按式（1-10）计算除尘器出口气体的含尘浓度（Cu）。4、按式（1-11）计算除尘器的全效率（η）。5、根据发尘和收尘的质量百分数，按式（1-12）计算除尘器的分级效率（ηi）。（四）改变调节阀开启程度,重复以上实验步骤,确定除尘器各种不同的工况下的性能。五、实验数据的记录和处理（一）除尘器处理风量的测定实验时间年月日空气干球温度（td）℃；空气湿球温度（tp）℃；空气相对湿度（φ）%；空气压力（P）Pa;空气密度（ρg）kg/m3。将测定结果整理成表。（二）除尘器阻力的测定（三）除尘器效率的测定以为横坐标,η为纵坐标;以为横坐标,为纵坐标,将上述实验结果绘成曲线。六、讨论（讨论结果写入实验报告中）1．旋风除尘器在运转时，为什么必须严密关闭储灰斗？2．你认为实验中还存在什么问题？应如何改进？

实验二、旋风除尘器对不同颗粒物的去除效率测定一、实验意义和目的通过本试验掌握旋风除尘器入口风速与阻力、全效率、分级效率之间的关系以及入口浓度对除尘器除尘效率的影响。通过对不同颗粒物的去除效率的测定与计算，进一步了解粉尘粒径大小等因素对旋风除尘器的影响和熟悉除尘器的应用条件。二、实验原理(一)除尘器阻力的测定和计算由于实验装置中除尘器进口管径相同，故除尘器阻力可用B、C两点静压差（扣除管道沿程阻力与局部阻力）求