水实验教案资料

实验一自由沉淀实验一、实验目的 1、通过实验加深对自由沉淀的概念、特点、规律的理解 2、掌握自由有沉淀的实验方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算 3、根据实验数据绘制沉淀曲线，计算某一沉淀速率的下的沉淀效率二、实验原理及设备自由沉淀的特征是：水中的固体悬浮物浓度不是很高，而且不具有凝聚的性质，在沉淀的过程中，固体颗粒不改变形状、尺寸，也不互相粘合，各自独立的完成沉淀过程。废水中的固体颗粒在沉砂池中的沉淀以及低浓度污水在初沉池中的沉降过程都是自由沉淀。自由沉淀过程可以由斯托克斯公式(Stokes)进行描述，即：式中：u—颗粒的沉速； ρg—颗粒的密度； ρ—液体的密度 μ—液体的粘滞系数； g—重力加速度； d—颗粒的直径。但是由于水中颗粒的复杂性，公式中的一些参数很难确定，因此对沉淀的效果、特性的研究，通常要通过实验来实现。本实验就是通过测定在一个自由沉淀的有机玻璃管内同一截面上不同时间的浊度，计算沉淀速率和沉淀（去除）率，从而得到沉淀率-沉淀速率的关系曲线。 同时，考察理想沉淀池我们可以得到：式中：Q—沉淀池的设计处理水量 A—沉淀池的面积 u—颗粒沉速 q—表面负荷 表面负荷q与颗粒沉速u在数值上是相等的，但是单位不同，通过沉淀性能测定求得应去除颗粒群的最小沉速u，同时也就得到了理想沉淀池的表面负荷q值。 通过上式可以看到，在一定流量（处理水量）下，沉淀池表面积越大，则分离的悬浮颗粒沉淀速率越小，颗粒粒径也就越小，由沉淀性能曲线可知，其沉淀率越大。由此看出，沉淀池的沉淀率仅与颗粒沉速或者表面负荷有关，而与沉淀池的深度和沉淀时间无关。因此，在可能的条件下，应该把沉淀池建的浅些，表面积大些，这就是颗粒沉淀的浅层理论。在普通沉淀池内装设斜板（斜管），也是基于这个理论。实验设备主要由一个有机玻璃的沉淀柱和一台污水泵组成，污水泵的出、入口分别与沉淀柱的上、下两端相连，启动污水泵，就能起到搅拌作用。沉淀柱主要参数：内径0.25米，高2.2米，内装高岭土和水的混合液，深度为2米，侧面有3个取样口的深度为a：0.2米b：1米c：1.8米为了能方便、快速的测定水中的悬浮物浓度，采用了LaMotte公司的2020型浊度计，此浊度计为新型散射光浊度计，测量范围0.00-1100NTU，用悬浮物浓度为640mg/L、浊度为400NTU的标准液进行校正。三、实验操作1、请先登录进入实验后，会出现“登录”对话框，如下图所示请认真填写班级、姓名、学号三项内容，这三项内容将被记录到实验报告文件当中。2、实验主界面实验主界面如下图所示3、样品浊度测量界面浊度测量界面如下图所示4、开始搅拌进行自由沉淀实验，首先要将沉淀柱中的污水搅拌到均匀。本实验采用一台污水泵起到搅拌作用，用鼠标点击如下图所示的绿色按钮接通电源开关，开始搅拌5、停止搅拌、开始计时、采集样品搅拌均匀以后，用鼠标点击如下图所示的红色按钮切断电源，停止搅拌同时，用鼠标点击如下图所示的“计时”按钮开始计时再同时，点击沉淀柱右侧的三个取样口中的一个取样，系统会自动完成取样动作，仅在第一次演示取样动画，播放动画的同时，计时自动停止，播放完毕后，计时自动继续。演示动画完成后，出现数据分组窗口，选择当前采集的样品，要作为哪组的数据然后，尽快点击另外两个取样口取样，第一次所取得的这三个样品，作为“原水悬浮物浓度数据”。所取得的这三个样品，作为“原水悬浮物浓度数据”。然后，分别在第5、10、15、20、30、40、50、60分钟从b位置的取样口取样，作为“沉淀率和沉淀速率数据”。6、样品测量和数据记录样品的悬浮物浓度由一台浊度计测量浊度，然后换算为悬浮物浓度确定，测量界面如下图所示点击或者拖动上面的滚动条切换样品，下面的信息栏会自动显示样品编号、数据用途、采样位置和时间等内容，便于进行数据记录。点击“测量”按钮或者浊度计上的“Read”按钮，可以测量当前样品的浊度。把当前的数据写入“数据处理”界面当中数据表格当中，如果你开启了自动记录功能，可以点击“自动记录”按钮，数据就会自动写入数据表格。7、数据处理和绘制曲线数据记录完毕后，点击右上角的“自动计算”按钮，系统就会根据写入的数据自动计算出结果，并显示在表格内。计算完成后，到“沉淀性能”曲线页，点击右上角的“开始绘制”按钮，就可以根据前面的数据和计算结果画出“沉淀性能”曲线。8、实验报告的后期处理窗口的最下面一排有四个按钮：保存—把当前的实验数据保存到一个数据文件当中加载—从一个数据文件当中读取实验数据报表—根据实验数据生成可打印的实验报表退出—关闭实验报告窗口四、实验注意事项：1、搅拌时间要足够，否则沉淀柱内的悬浮物浓度不够高或者不均匀，会导致曲线的范围变窄2、搅拌停止以后，要尽快的采集原水悬浮物浓度的样品，否则会因为悬浮物自身的沉淀导致数据偏差3、采样间隔的时间不必规定死，但要保证数据足够，并且开始的时候采样时间应该短4、由于取样必然会导致液面的变化，实际上取样口的深度会一直减小，但是在实际当中随时的测量水深又不方便，考虑到使用新的悬浮物浓度测量方法以后，需要的样品水量很小，所以这种误差可以忽略5、在以往的实验设计当中，一般都是用烘干称重法测量水中的悬浮物浓度，但是这种方法比较复杂，而且有自身的局限性，首先是要求采样量要大，否则不能保证精度，其次实容易受水中溶解性物质的干扰。虽然是标准的测量方法，然而在实际生产操作时，几乎都不采用，都是采用浊度这个替代参数。实际上，如果用浊度代替悬浮物浓度，也可以得到类似的关系曲线，本实验为了符合大家以前的习惯，把浊度转化为悬浮浓度。实验二初沉池单元实验一工艺原理城市污水处理厂的初次沉淀池一般情况下主要是去除SS中的可沉固体物质,去除效率可达到90%以上;在可沉物质沉淀过程中,SS中不可沉漂浮物质的一小部分(约10%)会粘附到絮体上一起沉淀下去.另外,可漂浮固体物质的大部分也将在初沉池内漂至污水表面.沉下去的形成污泥被排出池外.浮上去的作为浮渣被清除初次沉淀池的工艺参数包括:污水入口流量QQ与初沉池的水利表面负荷成正比.对于一座初沉池来说,当进水量一定时,它所能去除的颗粒大小也是一定的,在所能去除的颗粒中,最小的那个颗粒的沉速正好等于这座池的水利表面负荷.因此,水利表面负荷越小,所能去除的颗粒就越多,沉淀效率就越高;反之,水利表面负荷越大,沉淀效率就越低.污水入口温度温度对沉淀效率的影响首先表现在两个相反的方面.当温度升高时,一方面污水容易腐败,使沉淀效率降低;但另一方面看,温度升高将使污水的粘度降低,使颗粒易于与污水分离,从而提高沉淀效率.在保证污水不严重腐败的情况下,总的沉淀效果将随着温度的升高而提高.入流污水SS入流污水SS的突然升高,会产生密度流.因为入流污水SS高,密度也必然大,入池之后,会直接进入池下部向前流动,这时上部污水会静止不动成为死区.这样一来,由于过水断面减少,会造成下部流速增大,扰动沉下的污泥.初沉污泥的泥量初沉池污泥量有两种表达方式:一是干污泥量,二是湿污泥量.干污泥量用于全厂的物料平衡计算,控制全厂的工艺运行.在初沉池的具体排泥操作中,一般采用湿污泥量.二工艺控制一般处理厂入流污水量,水温及入流SS负荷,每时每刻都在变化,因而初沉池的SS去除率也在变化.应该采用一定的控制措施应付入流污水的这些变化,使初沉池SS的去除率基本保持稳定.可采取的工艺措施主要是改变投运池数,因为绝大部分处理厂的初沉池都有一定的余量.工艺控制措施的目标是将初沉池的工艺参数控制在要求的范围内,使SS去除率,水利表面负荷控制在最佳的范围.因为水利表面负荷如果控制的太高,SS去除率会降低,如果控制的太低,不但造成浪费,还会因停留时间太长使污水厌氧腐败.排泥是初沉池运行中最重要也是最难控制的一个操作.平流沉淀池采用行车式刮泥机时,只能采用间歇排泥方式.因为在一个刮泥周期内只有当污泥被刮至泥斗以后,才能排泥,否则排出的将是污水.每次排泥时间持续多长,取决于污泥量,排泥泵的容量和浓缩池要求的进泥浓度.三培训项目初沉池流入污水SS增大初沉池流入污水SS增大会导致出口污水的SS增大,排泥量增大.采取的步骤:启动备用池,减小水利负荷.增大排泥泵的排泥流量.初沉池流入污水流量增大

初沉池流入污水流量增大会导致池的水利负荷增大,SS去除滤下降,排泥量增大.采取的步骤:启动备用池,减小水利负荷.初沉池流入污水温度降低

初沉池流入污水温度降低会导致SS去除滤下降.采取的步骤:启动备用池,减小水利负荷.减小排泥泵的排泥流量.排泥泵坏

采取的步骤:关闭当前排泥泵,启动备用泵1#初沉池刮泥机坏

采取的步骤:关闭1#初沉池的污水入口阀,剩余污泥入口阀,启动4#备用池的污水入口阀,剩余污泥入口阀.实验三过滤实验一、实验目的 1、了解滤料级配方法 2、熟悉过滤实验设备的过滤、反冲洗过程 3、验证清洁砂层水头损失与滤速成正比 4、加深对过滤基本规律的理解二、实验原理及设备在水处理技术中，过滤是通过具有空隙的粒状滤料层（如石英砂等）截留水中的悬浮物和胶体，从而使水得到澄清的工艺工程。滤池的形式有多种多样，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久，并在此基础上发展出现了双层滤池、多层滤池和上向流过滤等。过滤的作用，不仅可以截留水中的悬浮物，而且通过滤层还可以把水中的有机物、细菌乃至病毒等随着浊度降低而被大量的去除，净水的原理如下：1、阻力截留当污水流过颗粒状滤料层时，粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在表层的滤料的空隙中，随着此层滤料间的空隙越来越小，截污能力也越来越大，逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由他起到重要的过滤作用。这种作用属于阻力截留或筛滤作用。悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，就越容易形成表层筛滤膜，滤膜的截污能力也越高。2、重力沉降污水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。重力沉降强度主要与滤料的直径以及过滤速度有关。滤料越小，沉降面积越大，滤速越小，水流越平稳，这些都有利于悬浮物的沉降。3、接触絮凝由于滤料具有巨大的比表面积，它与悬浮物质间有明显的物理吸附作用。此外，沙粒在水中常常带有表面负电荷，能吸附带正电荷的胶体，从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的粘土和多种有机物等胶体，在沙粒上发生接触絮凝。在实际过滤过程当中，上述三种机理往往同时起作用，只是随着条件不同而有主次之分。对粒径较大的悬浮物颗粒，以阻力截流为主，因为这一过程主要发生在滤料的表面，通称成为表面过滤。对于细微的悬浮物，以发生在滤料深层的重力沉降和接触絮凝为主，称为深层过滤。 在过滤当中，滤料起着核心的作用，为了取得良好的过滤效果，滤料应具有一定级配。滤料级配是指将不同粒径的滤料按一定的比例组合。滤料是带棱角的颗粒，不是规则的球体，所说的粒径是指把滤料颗粒包围在内的球体直径（这是一个假想直径）。在生产中，简单的筛分方法是用一套不同孔径的筛子筛分滤料试样，选取合适的级配。我国现行的规范是采用0.5mm和1.2mm孔径的筛子进行筛选，取其中段，这种方法虽然简单易行，但却不能反映滤料粒径的均匀程度，因此还应该考虑级配的情况。 能反映级配状况的指标是通过筛分曲线求得的有效粒径d10、d80和不均匀系数K80。d10时表示通过滤料重量10%的孔径，它反映滤料中细颗粒的尺寸，即产生水头损失的“有效”部分尺寸；d80时表示通过滤料重量80%的孔径，它反映滤料中粗颗粒的尺寸；K80=d80/d10。K80越大，表示粗细颗粒的尺寸相差越大，滤料粒径越不均匀，这样的滤料对过滤及反冲洗均不利。尤其是反冲洗的时候，为了满足率料粗颗粒的膨胀要求就会使细颗粒因为过大的反冲洗强度而被冲走；反之，若为了满足细颗粒不被冲走而减小冲洗强度，粗颗粒可能因为冲不起来而得不到充分的清洗。所以，滤料需要经过筛分以求得适宜的级配。 在研究过滤过程的有关问题时，常常涉及到孔隙度的概念，其计算方法为：式中：m—滤料孔隙度（%） Vn—滤料层孔隙体积（m3） V—滤料层体积（m3） 滤层的水头损失，与滤料的孔隙度，过滤速度，水的性质等诸多因素有关，一般认为，在其他条件一定的情况下，水头损失与过滤速度呈线性关系。 为了保证滤后的水质和过滤速率，当过滤一段时间后，需要对滤层进行反冲洗，使滤料层在短时间内恢复工作能力。反冲洗流量增大后，滤料层完全膨胀，处于流态化状态。根据滤料层膨胀前后的厚度就可求出膨胀度：式中：L—砂层膨胀后的厚度（m） L0—砂层膨胀前的厚度（m） 反冲洗的强度的大小决定了滤料层的膨胀度，膨胀度的大小直接影响了反冲洗的效果。 实验的主要设备是一个耐压的有机玻璃桶，桶的底部是承托层，上面是石英砂滤料，滤料的上下两面分别有两个测压口，分别连接着倒U型压差计的两个测压管，用以测量滤层的水头损失。过滤所用的水由高处的溢流高位水槽提供，以保证恒定的压头。通过一个调节阀控制流量，用一个椭圆齿轮流量计准确方便的测定流量。通过阀1、阀2、阀3、阀4的不同开关组合来实现过滤和反冲洗。滤料桶属性： 内径：100mm堆积滤层厚度：40mm 石英砂滤料属性： 孔隙度：0.4平均粒径：0.8mm型度系数：0.8密度：2.7g/cm3 滤料的筛分用孔径为2.0—0.2mm的一组筛子过筛。三、实验操作1、请先登录进入实验后，会出现“登录”对话框，如下图所示请认真填写班级、姓名、学号三项内容，这三项内容将被记录到实验报告文件当中。2、滤料筛分实验点击实验主界面上的“打开滤料筛分界面”按钮，出现滤料筛分界面。此界面上有孔径为2.0-0.2mm的一组筛子，从大到小按顺序依次点击筛子，会出现滤料筛分动画动画演示完成后，左上角会显示经过筛子的滤料重量，同时此筛子的上面将显示留在筛子上的滤料重量，图标也变为灰色不在响应点击，表示已经筛过，不可重复使用（因为筛过，再筛也没有作用了）。在实验当中，如果发生误操作导致筛分顺序错误，可以点击“复位”按钮恢复原始状态。都筛过之后，点击此界面上的“自动记录”按钮自动将实验数据写入实验报告，或者也可手动填入数据表格。3、过滤实验打开阀1、阀4、阀5，方法是在主界面上点击阀1、阀4、阀5，即可看到阀门由关的状态到开的状态，同时由于打开了阀5，压差计也开始工作，显示当前压差。然后，点击主界面上的流量调节阀，打开流量调节窗口在阀门开度栏中填入需要的阀门开度，或者点击上、下两个按钮，增大或者减小开度，然后在阀门窗体上点击鼠标右键或者窗体右上角的关闭按钮关闭窗体（注意：用窗体右上角的关闭按钮关闭窗体时，在开度栏中填入需要的阀门开度将不被采用）。这时将有水通过滤层，会产生压头损失，待压差计水柱稳定后，点击压差计，出现放大的读书窗口，分别读取左右两边的水柱高度。点击主界面下部的自动记录按钮自动记录数据，或者手动填入数据记录表格，然后改变流量，测量多组数据。注意：由于压差计有一定的测量范围，所以阀门开度不要超过45，而且不能突然开大，否则会破坏压差计的测量机制，失去正确测量能力，在实验中，如果压差过大，系统会自动关闭阀5，保护压差计。4、反冲洗实验 关闭阀1、阀4、阀5，打开阀2、阀3，进行反冲洗实验，点击主界面上的流量调节阀，打开流量调节窗口，在阀门开度栏中填入需要的阀门开度，或者点击上、下两个按钮，增大或者减小开度，然后在阀门窗体上点击鼠标右键或者窗体右上角的关闭按钮关闭窗体（注意：用窗体右上角的关闭按钮关闭窗体时，在开度栏中填入需要的阀门开度将不被采用）。这时将有水通过滤层，会产生压头损失，待压差计水柱稳定后，点击主界面上的标尺，读取滤层的厚度。点击主界面下部的自动记录按钮自动记录数据，或者手动填入数据记录表格，然后改变流量，测量多组数据，直到滤层的厚度达到80cm5、滤料筛分数据处理 打开实验报告，点击打开“滤料筛分数据”页，点击右上角的“自动计算”按钮，系统就会根据写入的数据自动计算出结果，并显示在表格内。计算完成后，到“滤料筛分曲线”页，点击右上角的“开始绘制”按钮，就可以根据前面的数据和计算结果画出“滤料筛分曲线”。6、过滤实验数据处理 打开实验报告，点击打开“过滤实验数据”页，点击右上角的“自动计算”按钮，系统就会根据写入的数据自动计算出结果，并显示在表格内。计算完成后，到“过滤水头损失曲线”页，点击右上角的“开始绘制”按钮，就可以根据前面的数据和计算结果画出“过滤水头损失曲线”。7、反冲洗数据处理打开实验报告，点击打开“反冲洗实验数据”页，点击右上角的“自动计算”按钮，系统就会根据写入的数据自动计算出结果，并显示在表格内。8、实验报告的后期处理窗口的最下面一排有四个按钮：保存—把当前的实验数据保存到一个数据文件当中加载—从一个数据文件当中读取实验数据报表—根据实验数据生成可打印的实验报表退出—关闭实验报告窗口四、实验注意事项：1、水由高位溢流水槽提供，有效的保证了压头的稳定，但是目前由于资金的因素，很多学校都不再建造高位水槽，直接由泵提供，在数据的稳定性上会有损失。2、传统上流量由转子流量计测得，本实验装置中改用先进的数字显示椭圆齿轮流量计，可以更稳定、更直接的数据。3、以前有些书中介绍的压头测量方法是采用直管的流量计，如果压差很大，就要求直管高度很高，另一方面，如果压差变化剧烈，很有可能冲出直管上口，所以本装置改用倒U型压差计4、本实验中并未考虑倒U型压差计中空气段的压缩实验四给水V型滤池单元一、概述目的:为了紧密结合实际给水生产过程，又达到培训要求，并且有效评价学生的实习成绩，特制定以下操作规程，希望在操作时认真遵守。本软件（给水V型滤池单元）包括正常操作和反冲洗操作，及五个培训项目。正常操作：是指在过滤池处于过滤状态，过滤池的出水阀处于自动状态，没有其他操作。反冲洗操作：是指某个过滤池的水头损失达到要求，需要进行反冲洗。基本参数的确认：在仿真过滤阶段，仿真运行1秒，相当于实际运行36秒，这样设定的原因是为了适应教学需要。在反冲洗阶段，仿真运行1秒，相当于实际运行1.6秒。进行反冲洗的判断标准：1．过滤时间超限，（48小时）2．过滤出水浊度>1.0NTU。3．过滤水头损失>0.5M二、操作反冲洗操作顺序和用时分配：需要用时：10 分钟。其中：放水约30秒，空气吹洗：1分钟空气/水吹洗：2分钟水洗：3分钟放水：30秒进水及调出水阀：2分钟反冲洗操作：1．打开反冲洗污水阀VAL104F(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态2．关闭过滤出水阀VAL102F(0)。条件：VAL104F开3．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104F开4．打开风机后阀VAL301G/H(100),VAL301F(100)。条件：VAL104F开5．打开反冲洗泵的前阀VAL103I/J(100)。条件：VAL104F开6．启动反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104F开和VAL103I/J开7．打开反冲洗泵的后阀VAL301G/H(100)。条件：VAL104F开8．打开过滤池的反冲洗进水阀VAL103F(100)。条件：VAL104F开，PUMP101A/B开9．关闭过滤池进空气阀VAL301F(100)，和VAL301G/H(100)。条件：VAL104F开，PUMP101A/B开10.关闭反冲洗风机FAN301A/B。条件：VAL104F开，PUMP101A/B开11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀VAL103F(0)。条件：VAL104F开，时间到。12.打开过滤池出水阀VAL102F(15)。条件：VAL104F开，PUMP101A/B关13.关闭反冲洗污水阀VAL104F(0)。条件：VAL102F开14.逐步打开VAL102F(20),等3.5M三、培训项目五个培训项目：滤池反冲洗（时间超限），滤池反冲洗（水头损失超限），水位超过3.6M，泵101A坏，两个滤池同时要求反冲洗。（1）当设定滤池反冲洗（时间超限）时，过滤池5很快进入反冲洗状态。操作顺序和用时分配：需要用时：10 分钟。其中：放水约30秒，空气吹洗：1分钟空气/水吹洗：2分钟水洗：3分钟放水：30秒进水及调出水阀：2分钟具体反冲洗操作如下：1．打开反冲洗污水阀VAL104E(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态2．关闭过滤出水阀VAL102E(0)。条件：VAL104E开3．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104E开4．打开风机后阀VAL301G/H(100),VAL301E(100)。条件：VAL104E开5．打开反冲洗泵的前阀VAL103I/J(100)。条件：VAL104E开6．启动反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104E开和VAL103I/J开7．打开反冲洗泵的后阀VAL301G/H(100)。条件：VAL104E开8．打开过滤池的反冲洗进水阀VAL103E(100)。条件：VAL104E开，PUMP101A/B开9．关闭过滤池进空气阀VAL301E(100)，和VAL301G/H(100)。条件：VAL104E开，PUMP101A/B开10.关闭反冲洗风机FAN301A/B。条件：VAL104E开，PUMP101A/B开11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀VAL103E(0)。条件：VAL104E开，时间到。12.打开过滤池出水阀VAL102E(15)。条件：VAL104E开，PUMP101A/B关13.关闭反冲洗污水阀VAL104E(0)。条件：VAL102E开14.逐步打开VAL102E(20),等3.5M时投入自动（2）当设定滤池反冲洗（水头损失超限）时，过滤池4很快进入反冲洗状态。操作顺序和用时分配：需要用时：10 分钟。其中：放水约30秒，空气吹洗：1分钟空气/水吹洗：2分钟水洗：3分钟放水：30秒进水及调出水阀：2分钟具体反冲洗操作如下：1．打开反冲洗污水阀VAL104D(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态2．关闭过滤出水阀VAL102D(0)。条件：VAL104D开3．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104D开4．打开风机后阀VAL301G/H(100),VAL301D(100)。条件：VAL104D开5．打开反冲洗泵的前阀VAL103I/J(100)。条件：VAL104D开6．启动反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104D开和VAL103I/J开7．打开反冲洗泵的后阀VAL301G/H(100)。条件：VAL104D开8．打开过滤池的反冲洗进水阀VAL103D(100)。条件：VAL104D开，PUMP101A/B开9．关闭过滤池进空气阀VAL301D(100)，和VAL301G/H(100)。条件：VAL104D开，PUMP101A/B开10.关闭反冲洗风机FAN301A/B。条件：VAL104D开，PUMP101A/B开11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀VAL103D(0)。条件：VAL104D开，时间到。12.打开过滤池出水阀VAL102D(15)。条件：VAL104D开，PUMP101A/B关13.关闭反冲洗污水阀VAL104D(0)。条件：VAL102D开14.逐步打开VAL102D(20),等3.5M时投入自动（3）当设定水位超过3.6M时，过滤池处入过滤状态。操作顺序和用时分配：需要用时：5 分钟。相应的出水阀开度：4分钟。具体操作如下：1.将VAL102A打手动（MAN）。2.将VAL102A的开度增大3-5，待水位将到3.5,返回原值，投入自动（AUTO）。（4）当设定泵101A坏时，过滤池3很快进入反冲洗状态。注：泵101A是反冲洗水泵，因此要先有至少一个池处于反冲洗状态。操作顺序和用时分配：需要用时：10 分钟。其中：放水约30秒，空气吹洗：1分钟空气/水吹洗：2分钟水洗：3分钟放水：30秒进水及调出水阀：2分钟具体反冲洗操作如下：1．打开反冲洗污水阀VAL104C(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态2．关闭过滤出水阀VAL102C(0)。条件：VAL104C3．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104C开4．打开风机后阀VAL301G/H(100),VAL301C(100)。条件：VAL104C5．打开反冲洗泵的前阀VAL103J(100)。条件：VAL104C开6．启动反冲洗泵PUMP101B。条件：VAL104C开和VAL103J开7．打开反冲洗泵的后阀VAL301G/H(100)。条件：VAL104C开8．打开过滤池的反冲洗进水阀VAL103C(100)。条件：VAL104C开，PUMP101B9．关闭过滤池进空气阀VAL301C(100)，和VAL301G/H(100)。条件：VAL104D开，PUMP101B10.关闭反冲洗风机FAN301A/B。条件：VAL104C开，PUMP101B开11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀VAL103C(0)。条件：VAL104C12.打开过滤池出水阀VAL102C(15)。条件：VAL104C开，PUMP101A/B关13.关闭反冲洗污水阀VAL104C(0)。条件：VAL102C14.逐步打开VAL102C(20),等3.5M时投入自动（5）当设定两个滤池同时要求反冲洗时，过滤池2，6很快进入反冲洗状态。操作顺序和用时分配：需要用时：15 分钟。其中：池6放水约30秒，池6空气吹洗：30秒钟池6空气/水吹洗：1分钟池6水洗：2分钟池6放水：30秒池6进水及调出水阀：2分钟池2放水约30秒，池2空气吹洗：30秒钟池2空气/水吹洗：1分钟池2水洗：2分钟池2放水：30秒池2进水及调出水阀：2分钟具体反冲洗操作如下：1．打开反冲洗污水阀VAL104F(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态2．关闭过滤出水阀VAL102F(0)。条件：VAL104F开3．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104F开4．启动反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104F开5．关闭风机FAN101A/B。条件：VAL104F开6．关闭反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104F开，PUMP101A/B开7．打开过滤池出水阀VAL102F(15)。条件：VAL104F开，PUMP101A/B关8．关闭反冲洗污水阀VAL104F(0)。条件：VAL102F开9.逐步打开VAL102F(20),等3.5M时投入自动10．打开反冲洗污水阀VAL104B(100)。条件：满足反冲洗的判断标准，或事故状态11．关闭过滤出水阀VAL102B(0)。条件：VAL104B开12．启动风机FAN101A/B。条件：VAL104B开13．启动反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104B开14．关闭风机FAN101A/B。条件：VAL104B开15．关闭反冲洗泵PUMP101A/B。条件：VAL104B开，PUMP101A/B开16．打开过滤池出水阀VAL102B(15)。条件：VAL104B开，PUMP101A/B关17．关闭反冲洗污水阀VAL104B(0)。条件：VAL102B开18.逐步打开VAL102B(20),等3.5M时投入自动四、给水培训项目评分滤池反冲洗（时间超限）步骤编号描述起始条件终止条件/动作评分1是对过滤池5进行操作，主要是顺序操作，应在操作之前，记住操作步骤池5标志旗变红1.打开过滤池反冲洗污水阀。1022.关闭过滤出水阀。53关闭过滤出水阀。3.启动风机。1044.打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒105打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒5.打开反冲洗水泵的前阀56打开反冲洗水泵的前阀6.启动反冲洗水泵。1077.打开反冲洗水泵的后阀。58打开反冲洗水泵的后阀。8.打开过滤池的反冲洗进水阀，约2分钟。599.关闭过滤池进空气阀，关闭风机后阀。101010.关闭反冲洗风机。511关闭反冲洗风机。11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀。512关闭过滤池的反冲洗进水阀。12.逐步打开过滤池出水阀。1013逐步打开过滤池出水阀。13.关闭反冲洗污水阀。101414.逐步打开val102E到20,等3.5M时投入自动5滤池反冲洗（水头损失超限）步骤编号描述起始条件终止条件/动作评分1是对过滤池4进行操作，主要是顺序操作，应在操作之前，记住操作步骤池4标志旗变红1.打开过滤池反冲洗污水阀。1022.关闭过滤出水阀。53关闭过滤出水阀。3.启动风机。1044.打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒105打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒5.打开反冲洗水泵的前阀56打开反冲洗水泵的前阀6.启动反冲洗水泵。1077.打开反冲洗水泵的后阀。58打开反冲洗水泵的后阀。8.打开过滤池的反冲洗进水阀，约2分钟。599.关闭过滤池进空气阀，关闭风机后阀。101010.关闭反冲洗风机。511关闭反冲洗风机。11.2分钟后，关闭过滤池的反冲洗进水阀。512关闭过滤池的反冲洗进水阀。12.逐步打开过滤池出水阀。1013逐步打开过滤池出水阀。13.关闭反冲洗污水阀。101414.逐步打开val102E到20,等3.5M时投入自动0水位超过3.6M步骤编号描述起始条件终止条件/动作评分1对过滤池1进行操作，注意操作顺序H大于31.改为手动。4022.开大VAL102A.直到进入范围，相对平稳，投自动60泵101A坏步骤编号描述起始条件终止条件/动作评分1是对过滤池3进行操作，主要是顺序操作，应在操作之前，记住操作步骤池3标志旗变红1.打开过滤池反冲洗污水阀。822.关闭过滤出水阀。83关闭过滤出水阀。3.启动风机。1044.打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒155打开风机后阀，打开过滤池进空气阀，通空气约40秒5.开VAL103J。156开VAL103J。6.启动PUMP101B。1077.打开VAL103H。158打开VAL103H。8.打开过滤池的反冲洗进水阀，约2分钟。99.关闭过滤池进空气阀，关闭风机后阀。1010.关闭反冲洗风机。11关闭反冲洗风机。11.2分钟后，关VAL103C,VAL103H,PUMP101B122分钟后，关VAL103C,VAL103H,PUMP101B12.逐步打开过滤池出水阀。13逐步打开过滤池出水阀。13.关闭反冲洗污水阀。1414.逐步打开val102E到20,等3.5M时投入自动两个滤池同时要求反冲洗步骤编号描述起始条件终止条件/动作评分1是对过滤池6,2进行操作，首先对过滤池6进行操作，然后对过滤池2进行操作。主要是顺序操作，应在操作之前，记住操作步骤池6，2标志旗变红1.打开VAL104F522.关闭VAL102F53关闭VAL102F3.启动FAN101A/B104启动FAN101A/B4.启动PUMP101A/B1055.关闭FAN101A/B56关闭FAN101A/B6.关闭PUMP101A/B57关闭PUMP101A/B7.打开VAL102F58打开VAL102F8.关闭VAL104F599.打开VAL104B51010.关闭VAL102B511关闭VAL102B11.启动FAN101A/B1012启动FAN101A/B12.启动PUMP101A/B101313.关闭FAN101A/B514关闭FAN101A/B14.关闭PUMP101A/B51515.打开VAL102B51616.关闭VAL104B5实验五混凝实验一、实验要求：通过烧杯实验，确定已知混凝剂的最佳PH值和最佳投药量。二、实验原理：混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质。胶体颗粒靠自然沉降是不能去除的。通过投加混凝剂，在胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用，或通过高分子链状物吸附胶粒，形成絮凝体，俗称矾花。自投加混凝剂直至形成矾花的过程叫混凝。混凝过程最关键的是确定最佳混凝工艺条件，因混凝剂的种类较多，混凝条件很难确定；要选定某种混凝剂的投加量，还需考虑PH值的影响。通过烧杯实验，确定一种混凝剂的最佳PH值和最佳投药量。在一系列烧杯上用不同的混凝剂投加量和不同的PH值测定混凝效果，从而得到混凝效果--混凝剂投加量，混凝效果--PH值的曲线。设备介绍：本实验所用的搅拌器的原型为SC系列搅拌器，由微电脑控制，液晶显示，主要功能有以下几点：预先设定搅拌时间、搅拌转速，并有数字显示，当试验达到预设时间后即自动停止搅拌。转速共有3级可调，时间从1min到99min无级可调。达到搅拌时间后，各叶片停止搅拌并上升到位。四、实验步骤最佳混凝剂投量实验加入原水点击主界面上的1号烧杯，即可弹出1号烧杯配置窗口。点击配置窗口下方的原水图标，即可向一号烧杯中注入800ml原水。如图所示：采用同样的方法为其余的烧杯各加入800ml原水。2、加入混凝剂点击1号烧杯配置界面下方的混凝剂图标，即可出现混凝剂量输入框，输入数字2，表示加入2mg混凝剂，即20ml混凝剂溶液。注：每个烧杯中加入的混凝剂量不能多于10mg。同样，在2号烧杯中加入3mg混凝剂，在3号烧杯中加入4mg混凝剂，在4号烧杯中加入5mg混凝剂，在5号烧杯中加入6mg混凝剂，在6号烧杯中加入7mg混凝剂。3、启动控制面板点击主界面的控制面板，即可弹出控制面板界面，如图所示：点击右边的电源按钮，即可启动控制面板。4、高速搅拌

设定搅拌时间为1分钟，搅拌转速为300转/分，开始搅拌。1分钟后，系统即自动停止搅拌。5、中速搅拌

继续设定搅拌转速150转/分，搅拌时间5分钟，开始搅拌。6、低速搅拌

继续设定搅拌速度70转/分，时间10分钟，开始搅拌。7、静置沉淀

慢速搅拌完成后，即可打开烧杯配置界面，查看烧杯状态经过一段时间后，沉淀接近完成，界面上即显示出烧杯液体的浊度和酸度，当浊度不再变化，即表示沉淀完全。8、记录数据沉淀完全后，点击主界面的自动记录按钮，自动记录数据。打开数据处理

窗口，查看记录的数据。点击数据曲线面板上的自动绘制按钮，绘制数据曲线。根据曲线即可得到最佳混凝剂投量。最佳PH值测量

1、调节PH值

点击主界面的一号烧杯，打开1号烧杯配置界面。

点击配置界面上的倒空图标，倒空烧杯内液体，并清洗烧杯。

点击原水图标，加入800ml原水。

点击HCl图标，在弹出的输入框中输入30，即加入30mlHCl。采用同样的方法。在2号烧杯中加入800ml原水和20mlHCl。在3号烧杯中加入800ml原水和10mlHCl。在4号烧杯中加入800ml原水和1mlHCl。在5号烧杯中加入800ml原水和10mlNaOH。在6号烧杯中加入800ml原水和20mlNaOH。

注：每个烧杯中加入的酸和碱量不能超过50ml。2、高速搅拌

设定搅拌时间为1分钟，搅拌转速为300转/分，开始搅拌。1分钟后，系统即自动停止搅拌。加入混凝剂在每个烧杯中加入最佳投量的混凝剂，约5mg。高速搅拌设定搅拌时间为1分钟，搅拌转速为300转/分，开始搅拌。1分钟后，系统即自动停止搅拌。5、中速搅拌继续设定搅拌转速150转/分，搅拌时间5分钟，开始搅拌。6、低速搅拌

继续设定搅拌速度70转/分，时间10分钟，开始搅拌。7、静置沉淀慢速搅拌完成后，即可打开烧杯配置界面，查看烧杯状态经过一段时间后，沉淀接近完成，界面上即显示出烧杯液体的浊度和酸度，

当浊度不再变化，即表示沉淀完全。8、数据处理沉淀完成后，点击主界面的自动记录，记录实验数据。点击数据曲线面板上的自动绘制按钮，绘制数据曲线。根据曲线即可得到最佳PH值。控制面板使用界面介绍下图为控制面板图，左边为显示区，右边为按钮区。电源点击按钮区的电源按钮可启动控制面板，如图：时间设定点击时间按钮，显示区的“搅拌时间”高亮显示，表示可以开始设置搅拌时间：点击增加键和减少键可以增减设定的搅拌时间：速度设定点击速度按钮，显示区的“搅拌轴转速”高亮显示，表示可以开始设置搅拌速度：点击增加键和减少键可以增减设定的搅拌速度：开始搅拌点击下降和提升按钮，可下降和提升搅拌轴当时间、转速设定完毕，放下搅拌轴即可点击启动按钮开始搅拌。搅拌完毕，点击清零按钮，将当前运行时间清零，重复以上步骤，即可重新开始搅拌。实验六工业污水可生化性实验实验目的了解工业污水可生化性的含义掌握本实验介绍的测定工业污水可生化性的实验方法实验原理微生物降解有机物的物质代谢过程中所消耗的氧包括两部分：（1）氧化分解有机物（2）内源呼吸，使细胞物质氧化分解溶解氧的消耗量与水中有机物浓度有关，有机物浓度高，微生物吸收氧的速率较快，以后随着有机物浓度的逐渐降低，氧吸收速率也逐渐减慢，最后等于内源呼吸速率。如果污水中的某种或几种组分对微生物的生长有毒害抑制作用，微生物与污水混合后，其降解利用有机物的速率便会减慢或停止，利用氧的速率也会减慢或停止，因此我们可以通过实验测定活性污泥的呼吸速率，用氧吸收量的累计值与时间的关系曲线来判断某种污水生物处理的可能性，或某种有毒有害物质进入生物处理设备的最大允许浓度。如图实验装置和设备1.KL-1型单阶完全混合曝气实验装置1套2.叶轮搅拌器1台3.溶解氧测定仪1台4.电磁搅拌器1台5.广口瓶1个6.秒表（手表，手机）1个实验步骤1.从城市污水厂曝气池出口取回活性污泥混合液，搅拌均匀后，在6个反应器内分别加入6L，再加自来水至20L(排水出口处)，使每只反应器内的污泥浓度为2g/L2.开动曝气叶轮，曝气1-2小时，使微生物处于饥饿状态。3.除欲测内源呼吸速率的1号反应器以外，其他5个反应器都停止曝气。4.静止沉淀，待反应器内污泥沉淀后，用虹吸去除上层清液5.在2-6号反应器内均匀加入从污水厂初次沉淀池出口处取回的城市污水至20L处。6.继续曝气，并按下表计算和投加有毒物质（注：毒物根据实验室条件确定）生化反应器序号123456毒物mg00毒物（mg/l）007.混合均匀后立即取样测定呼吸速率（do/dt），以后每隔30分钟测定一次呼吸速率。呼吸速率的测定方法：用250ml的广口瓶取反应器内混合液一瓶，迅速用装有溶解氧探头的橡皮塞子塞紧瓶口（不能有气泡和漏气）将瓶子放在电磁搅拌器上，启动搅拌器搅拌，定期测定溶解氧值（每隔1分钟读一个数），并做记录。然后以C与t作图，所得直线的斜率即微生物的呼吸速率。实验结果整理记录实验操作条件实验日期年月日放映期序号：污染物质：投加量（g）污泥浓度：（g/L）测定do/dt的实验记录参考下表时间t(min)0123456溶解氧测定仪读数(mg/l)以溶解氧测定值为纵坐标，时间t为横坐标，所得直线的斜率即do/dt（做2.5小时，得到6个do/dt。（即每个反应器每隔30分钟测一组数据）0分钟t(min)0123456Do(mg/l)30分钟（0.5小时）t(min)0123456Do(mg/l)60分钟（1小时）t(min)0123456Do(mg/l)90分钟（1.5小时）t(min)0123456Do(mg/l)120分钟（2小时）t(min)0123456Do(mg/l)150分钟（2.5小时）t(min)0123456Do(mg/l)以呼吸速率do/dt为纵坐标，时间t为横坐标得do/dt与t关系曲线。用do/dt与t关系曲线参考下表计算氧吸收量的累计值Ou氧吸收量累计值的计算序号1234……n-1n时间t(h)00.51.01.5(dO/dt)(mg/l.min)(dO/dt)×t(mg/l)Ou(mg/l)以氧吸收量累计值Ou为纵坐标，以时间t为横坐标作图，得到甲苯对微生物氧呼吸过程的影响曲线。实验七活性污泥实验实验目的观察完全混合活性污泥处理系统的运行，掌握活性污泥处理法中控制参数（如污泥负荷、泥龄、溶解氧浓度）对系统的影响；加深对活性污泥生化反应动力学基本概念的理解；掌握生化反应动力学系数K、Ks、Vmax、Y、Kd、a、b等的测定。实验原理活性污泥好氧生物处理是指在有氧参与的条件下，微生物降解污水中的有机物。整个过程包括微生物的生长、有机底物降解和氧的消耗，整个过程变化规律如何正是活性污泥生化反应动力学研究的内容，活性污泥生化反应动力学内容包括：（1）底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系；（2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系；（3）有机底物降解与氧需。1、底物降解动力学方程由Monod方程：（原始的莫诺特方程是微生物群体的比增长速率与底物浓度之间的函数。而这个是底物利用速率与底物浓度之间的函数，所以确切是由Monod方程得出的劳-麦方程）（1）Vmax-------有机底物最大比降解速度，Ks-----------饱和常数，在稳定条件下，对完全混合活性污泥系统中的有机底物进行物料平衡：（2）整理后，得（3）于是有（4）而，F/M为污泥负荷。完全混合曝气池中S=Se，所以（4）式整理后可得（5）（5）式为一条直线方程，以为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，直线的斜率为，截距为，可分别求得、Ks。又因为在低底物浓度条件下，Se<<Ks，所以有（6）即（7）以Se为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，可求得直线斜率K。2、活性污泥微生物增殖动力学方程活性污泥微生物增殖的基本方程式：（8）Y------活性污泥微生物产率系数Kd-----活性污泥微生物的自身氧化率---混合液挥发性悬浮固体浓度，MLVSS活性污泥微生物每日在曝气池内的净增殖量为：（9）将上式各项除以XvV，得（10）而F/Mr-------污泥去除负荷以为纵轴，以（污泥去除负荷）为横轴，直线斜率为Y值，Kd为纵轴截距。3、有机底物降解与氧需方程在曝气池内，活性污泥微生物对有机物氧化分解过程的需氧率和其本身在内源代谢的自身氧化过程都是耗氧过程。这两部分氧化过程所需要的氧量，由下式求定：（11）O2-------混合液需氧量a----------活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率b----------活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率（12）以（污泥去除负荷）为横坐标、为纵坐标，可求得a,b值。实验设备带有挡板的完全混合式曝气沉淀池空气压缩机原水箱泵空气扩散管实验操作1、登录进入实验后，会出现“登录”对话框，如下图所示请认真填写班级、姓名、学号三项内容，这三项内容将被记录到实验报告文件当中。同时还可以选择实验内容，选“不测定耗氧速度”，则实验过程中溶解氧浓度稳定在2.0mg/l,且不需要调节压缩机调节阀来适应活性污泥微生物变化引起的需氧量的变化，减少实验操作，简化实验内容。2、进原水打开原水进水阀,弹出进水阀调节面板，调节阀的开度，向曝气沉淀池中注入原水。3、污泥接种点污泥接种图向曝气池中接入培养好的污泥。4、曝气点击压缩空气调节阀，并调整阀门开度，向曝气池中输入氧气。5、污泥回流点击回流挡板高度调节的上下按钮，调节挡板高度，使沉淀池中的污泥回流到曝气池，以保持实验过程中曝气池中活性污泥微生物浓度（MLSS）稳定(1300-3000mg/l)。6、排放剩余污泥点击剩余污泥排放阀，调节阀门开度，以调整泥龄保持在一定的范围（5-15天）。7、记录数据观察右边的数据，并不断调整溶解氧浓度（Do）、活性污泥微生物浓度（MLSS）、泥龄（SRT）、污泥负荷（F/M），待其稳定后，开始记录数据。8、调整原水进水水质或水量点击原水BOD调节的上下按钮来调整进水水质或者点击原水进水阀门来调节水量，以改变不同的污泥负荷(0.2-1.2)。9、调节其余参数使系统稳定调整溶解氧浓度（Do）、活性污泥微生物浓度（MLSS），使其稳定在上一次测定值，改变泥龄（SRT）、污泥负荷（F/M），待其稳定后，记录数据。10、记录四组数据，实验完毕。注意事项实验过程中，要终保持溶解氧浓度(Do)保持在2.0mg/l左右；在保持活性污泥微生物浓度(MLSS)(1300-3000mg/l)稳定的情况下，测定不同的污泥负荷(F/M)时的各项参数。MLSS的稳定靠溶解氧、回流比和泥龄的调节来实现。注意排泥流量，保持泥龄(SRT)在5-15天,污泥负荷越高，增长的污泥越多，排泥量越大，泥龄也越短。实验八曝气充氧实验一、实验目的：了解氧转移的机理及影响因素掌握曝气设备氧总转移系数Kla值的测定方法掌握非耗氧生物污水α、β的测定方法掌握评价曝气设备充氧性能指标的计算方法二、实验原理活性污泥法是天然水体自净作用的强化和人工化。强化的手段是通过曝气来实现的，以达到：曝气池中有足够的氧，保证活性污泥微生物生化作用所需氧；保持曝气池内微生物、有机物、溶解氧三者充分混合。所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的过程。对于氧转移的机理主要是双膜理论。它的主要内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主体，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要是存在于液膜中，如下图所示。1、清水充氧曝气系统的理论充氧能力是指20℃、1.01X105Pa、水中氧浓度为0的条件下，曝气系统向清水传输氧的速率。影响氧转移的因素有曝气水水质、曝气水水温、氧分压、气液之间的接触面积和时间、水的絮流程度等。氧转移的基本方程式为：dC/dt=Kla(Cs-C)（1）Kla=Dl*A/Xf*V（2）式中dC/dt------液相主体中氧转移速度[mg/(l.min)];Cs----------液膜处饱和溶解氧浓度(mg/l);C----------液相主题中溶解氧浓度(mg/l);Kla---------氧总转移系数;Dl----------氧分子在液膜中的扩散系数;A-----------气液两相接触界面面积(m2);Xf----------液膜厚度(m)V----------曝气液体容积(l)。由于液膜厚度Xf及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数Kla值代替。Kla值与温度、水絮动性、气液接触面面积等有关。它指的是在单位传质动力下，单位时间内向单位曝气液体中充入氧量，它是反映氧转移速度的重要指标。将（1）式积分整理得到曝气设备氧总转移系数Kla值计算式，即Kla=2.303/t*ln((Cs-Co)/(Cs-Ct))（2）式中Cs----------曝气筒内液体饱和溶解氧浓度Co----------曝气初始时，曝气筒内溶解氧浓度（一般取T=0时，Co=0）Ct-----------t时刻曝气筒内溶液溶解氧浓度t-------------曝气时间Kla---------氧总转移系数将（2）式整理得ln((Cs-Co)/(Cs-Ct))=Kla/2.303*t(3)由（3）式可见，以ln(Cs-Co)/(Cs-Ct)为纵坐标，t为横坐标，绘制直线，通过图解法求得直线斜率可以确定Kla值。2、不含耗氧微生物的污水充氧实验曝气水的水质对氧转移的影响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的杂质，它们会对氧的转移产生一定的影响。所以相对于清水，污水曝气充氧得到的氧转移系数K’la会比清水的氧转移系数Kla值低，为此引入修正系数αα=K’la/Kla（2）由于污水中含有大量盐分，它会影响氧在水中的饱和度，相对于相同条件下清水而言，污水中氧的饱和度C’s要比清水中的饱和度Cs低，为此引入修正系数ββ=C’s/Cs相应的氧转移方程式可表示为dC/dt=K’la(C’s-Ct)本实验采用间歇非稳态实验方法，即在实验过程中不进水也不出水的实验方法对清水和污水进行对照实验，求出清水的Kla、Cs和污水的K’la、C’s值,继而求出α、β值。三、实验设备曝气筒空气压缩机转子流量计溶解氧浓度分析仪四、实验用试剂脱氧剂：无水亚硫酸钠催化剂：氯化钴五、实验操作1、登录进入实验后，会出现“登录”对话框，如下图所示请认真填写班级、姓名、学号三项内容，这三项内容将被记录到实验报告文件当中。2、实验主界面实验主界面如下图所示溶解氧浓度分析仪界面4、添加脱氧剂界面注水打开进水阀向曝气筒中注水至溢流管液位。测定饱和溶解氧浓度。打开压缩机开关和出口阀，向曝气筒中的待测水充氧。观察溶解氧分析仪，待饱和后关闭压缩机开关，并记录饱和溶解氧浓度。计算加药量点击脱氧剂瓶，弹出脱氧剂添加画面。根据公式计算出所需的无水亚硫酸钠和氯化钴添加量，并填入文本框中，点确定按钮确认。脱氧过程观察溶解氧浓度的变化，等到溶解氧浓度变为0.00mg/l时，关闭窗口。充氧过程打开压缩机开关，调节气量，开始向曝气筒中的待测水充氧。然后，打开溶解氧分析仪面板来观察溶解氧浓度的变化，分别记录1、2、3、4、5、7、9、11、13、15...min记录溶解氧的容度。实验九活性污泥单元一、概述（一）工程简介高碑店污水处理厂是北京市建设的第一座大型城市污水处理厂，也是目前国内最大的城市污水处理厂，其处理规模为100万m3/d（分二期建设），按照北京市的远景规划，其最终规模将达到250万m3/d。一期工程已于1993年12月竣工投产；二期工程于1996年10月开工，l999年9月竣工通水。本仿真软件基本是按照高碑店污水处理厂二期工程来进行过程仿真的。（二）运行数据：1、污水量工程设计规划按50万m3/d考虑，总变化系数采用1.5，处理厂最大负荷为75万m3／d。2、污水水质：（1）原污水水质；BOD5：200mg/l，COD：500mg/l，SS：250mg/l，NH3－N：30mg/lPH：6－9，T：15C（2）处理厂出水水质标准：达到国家二级排放标准（GB8978一88）BOD5<20mg/l，SS<30mg/l，NH3－N＜3mg/l3、处理厂出水的回用途径：农业灌溉、工业回用、市政杂用水、河湖景观用水（三）污水处理方法及工艺流程：高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池；二级处理采用空气曝气活性污泥法。污泥处理采用中温两级消化技术，消化后经脱水的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。消化过程中产生的沼气,用于发电可解决厂内部分用电。二、工艺原理活性污泥工艺是城市和工业污水二级处理广泛采用的工艺，用于降解污水中的有机污染物。活性污泥法的主要设备是曝气池。曝气池中，在人工曝气的状态下，由微生物组成的活性污泥与污水中的有机物充分混合接触，并将其吸收分解。然后混合液进入二沉池，实现污泥与水的固液分离，一部分污泥回流到曝气池，以维持曝气池中的微生物浓度；另一部分污泥则作为剩余污泥被排出；处理后的水则由溢流堰排出。活性污泥系统的工艺参数包括：入流水量QQ的变化会导致活性污泥量在曝气池和二沉池内的重新分配。（1）、Q增大，部分曝气池内的污泥转移到二沉池，使曝气池内MLSS降低，有机负荷升高。而实际此时曝气池内需要更多的MLSS去处理增加了的污水，MLSS不足会严重影响处理效果。同时，Q增加，会导致二沉池水力负荷增加、泥位上升，使污泥流失，出水水质变差。（2）、Q减小，部分活性污泥会从二沉池转移到曝气池，使曝气池MLSS升高，而此时曝气池实际并不需要太多的MLSS。回流污泥量QR和回流比RQR是从二沉池补充到曝气池的污泥量。运行时，采用回流比控制回流量，可以适应入流水量一定范围的变化，保持MLSS和有机负荷F/M的相对稳定。入流水质主要包括BOD和NH3N。BOD升高，引起有机负荷F/M升高。应增加回流污泥量，提高曝气池内MLSS含量来降低有机负荷。NH3N升高，应提高曝气量，增加溶解氧浓度提高的硝化程度，同时硝化属于低负荷工艺，应增大回流比，提高曝气池内MLSS浓度，降低有机负荷。二沉池要增大排泥，防止反硝化，引起污泥上浮和污泥流失。有机负荷F/M影响到：A、处理效率B、污泥产量C、需氧量D、固液分离（1）F/M低，系统中的有机物不足以维持微生长物的生长,，微生物减少，影响处理效率。(2)F/M高，微生物产量高，底物去除率也高，但丝状细菌占优势，形成污泥膨胀，沉降性能差，影响二沉池出水水质。三、工艺流程与控制方案介绍曝气池与曝气系统经过一级处理的污水与二沉池回流的污泥在曝气池前端混合，然后进入曝气池，混合液在人工曝气的状态下进行微生物降解。曝气池采用矩形三廊道，鼓风曝气，曝气头采用膜片橡胶微孔曝气器。曝气控制系统由鼓风机调节阀、溶解氧传感器和调节器组成，调节器根据测得的溶解氧浓度来调节鼓风机调节阀，以控制曝气量和溶解氧浓度。曝气池运行方式为中负荷普通活性污泥法，有机负荷控制在0.16KgBOD5/(KgMLSS.d)左右,混合液浓度控制在2400~2800mg/L,溶解氧浓度为2.0mg/L，泥龄8~10天，回流比为0.9。二沉池曝气池出来的混合液由二沉池底部进入，在二沉池进行固液分离，分离出来的污泥由静压吸泥机排出。二沉池采用辐流式中心进水周边出水沉淀池，同时设有加氯装置，以抑制丝状菌膨胀，防止污泥上浮。二沉池运行时要保持稳定的表面负荷、停留时间和较高的回流污泥浓度，出水应符合出水标准（BOD<16mg/l,NH3-N<3mg/l,SS<30mg/l）回流污泥系统回流污泥系统由污泥回流泵变频器、回流比调节器、曝气池进水流量计组成，回流污泥流量通过回流比调节器控制。控制回流比恒定可以适应水量在一定范围内的波动，保持曝气池内有机负荷、混合液浓度及二沉池泥位的基本恒定，正常运行状态下，回流比控制在0.9左右。回流污泥泵采用定容式螺杆泵,通过变频调速可以改变流量。剩余污泥排放系统剩余污泥系统由污泥泵变频器、泥龄调节器、曝气池混合液浓度传感器组成，剩余污泥排放量由泥龄调节器控制，以保证污泥的泥龄和活性污泥中微生物的比例，正常运行状态，泥龄控制在8-10天。剩余污泥排放，也采用定容螺杆泵。四、主要设备及调节器、显示仪表、现场阀设备调节器显示仪表现场阀曝气池二沉池鼓风机回流污泥泵剩余污泥泵氯瓶加氯机溶解氧浓度调节器回流比调节器泥龄调节器进泥流量回流流量曝气量有机负荷曝气池液位二沉池液位二沉池泥位余氯量曝气池进水阀二沉池进水阀污泥泵前后阀加氯量调节阀五、培训项目（一）、处理负荷增大：事故名称原因与现象操作步骤处理负荷增大处理负荷增大，部分曝气池内的污泥转移到二沉池，使曝气池内MLSS降低，有机负荷升高。而实际此时曝气池内需要更多的MLSS去处理增加了的污水。二沉池内污泥量的增加会导致泥位上升，污泥流失，同时，导致二沉池水力负荷增加，出水水质变差。增大溶解氧浓度设定值剩余污泥泵由自动切手动，并减少剩余污泥排放，保证有足够的活性污泥回流污泥泵切手动，并提高回流量，以提高曝气池混合液浓度、降低有机负荷（二）泡沫问题：事故名称原因与现象操作步骤泡沫问题1、当污水中含有大量的合成洗涤剂或其它起泡物质时，曝气池中会产生大量的泡沫。泡沫给操作带来困难，影响劳动环境，同时会使活性污泥流失，造成出水水质下降。1、增大回流比，提高曝气池活性污泥浓度（三）、进水BOD超高事故名称原因与现象操作步骤进水BOD超高1、BOD超高，导致曝气池有机负荷升高，溶解氧浓度下降，出水水质超标增大大溶解氧浓度设定值剩余污泥泵由自动切手动，并减少剩余污泥排放，保证有足够的活性污泥回流污泥泵切手动，并提高回流量，以提高曝气池混合液浓度、降低有机负荷（四）、进水NH3N超高事故名称原因与现象操作步骤进水NH3N超高NH3N升高，溶解氧浓度下降，硝化程度降低二沉池发生反硝化，泥位上升，污泥流失提高溶解氧浓度增大回流，降低污泥负荷，使硝化充分进行（五）、污泥膨胀事故名称原因与现象操作步骤污泥膨胀1、丝状菌膨胀，引起污泥膨胀，使二沉池污泥上浮，导致活性污泥流失，出水水质下降1、投加液氯，抑制丝状菌膨胀（六）、污泥上浮事故名称原因与现象操作步骤污泥上浮1、由于反硝化作用，产生氮气导致二沉池污泥上浮，使活性污泥流失，出水水质下降1、增大剩余污泥排放量，以缩短二沉池污泥的停留时间。（七）、1#回流污泥泵故障事故名称原因与现象操作步骤1#回流污泥泵故障关闭1#污泥泵开关和前后阀打开2#污泥泵开关和前后阀切换变频控制器（八）、1#风机故障事故名称原因与现象操作步骤1#风机故障关闭1#风机开关切换风机出口控制器实验十污水处理泥工段一、主要构筑物1、污泥浓缩池采用圆形重力浓缩池，机械排泥。2、污泥消化池采用中温二级厌氧消化工艺，连续加热，连续搅拌。3、污泥脱水机房采用带式压滤机。表一：主要设备一览表序号：名称数量1污水提升泵42曝气沉砂池43初沉池244曝气池125二沉池126接触池27曝气风机88曝气沉砂池风机39吸砂装置210砂水分离器211初沉池排泥泵12（2×6）12回流污泥泵813剩余污泥泵614初沉池桁车式刮泥机2415二沉池桥式吸泥机1216污泥浓缩池617污泥消化池818污泥脱水机5二、工艺流程、工艺参数与控制方案1、污泥浓缩污泥浓缩的主要目的是脱去污泥颗粒间的空隙水，使污泥初步减容，缩小后续处理的设备容量。来自二沉池的污泥经浓缩池进口调节阀进入连续式重力浓缩池，在刮泥机的转动下进行重力浓缩，浓缩污泥通过刮泥机刮到泥斗中，并由螺旋定容泵排出，上清液由溢流堰溢出。2、污泥消化污泥消化的主要目的是使有机物分解，常用的是厌氧消化工艺。厌氧消化是利用兼氧性细菌和厌氧性细菌，进行厌氧生化反应，将有机物质厌氧消化产生沼气。污泥经进泥阀进入一级消化池，在多种微生物的作用下，进行消化；消化产生的沼气（主要是甲烷）经过各自上部的的排气阀，进入沼气总管；进入消化池的污泥温度(25C)低，消化池内部分污泥经过泵抽出，到热水换热器进行换热，然后循环进入一级消化池，以维持消化池内的温度基本稳定；为了使消化池的温度均匀和浓度均匀，除了热力搅拌外，还有连续的机械搅拌；消化过的污泥(经过溢流方式排泥到溢流排泥汇管3、污泥脱水污泥脱水是脱去其中的毛细水，使污泥进一步减容。从消化池来的污泥，存在储泥池中，然后经螺旋定容泵打入压滤机，经过加药调质，改善脱水性能的污泥，在滤带张力的挤压下脱水，同时产生滤饼和滤液。三、培训项目1#浓缩池进泥中水含量增大事故名称原因与现象操作步骤1#浓缩池进泥中水含量增大进泥量降低，固体表面负荷减小，处理量低，浪费池容，还可能导致污泥上浮1、增加1#螺杆泵的流量，减小停留时间处理办法：增大浓缩池图1页面中间部位的1#螺旋杆附近2#浓缩池进泥中水含量减小事故名称原因与现象操作步骤2#浓缩池进泥中水含量减小进泥量增加，超过浓缩能力，导致上清液浓度太高，排泥浓度降低，没有起到应有的浓缩效果减小2#浓缩池进泥流量，降低浓缩负荷处理方法：减小浓缩池图1页面左侧部位的2#浓缩池进料管线上的V1232阀门开度3、4#浓缩池刮泥机发生故障事故名称原因与现象操作步骤4#浓缩池刮泥机发生故障1、刮泥机停止转动，起不到应有的助浓作用，导致浓缩效果下降1、减小4#浓缩池进泥流量处理方法：减小浓缩池图2页面左侧部位的4#浓缩池进料管线上的V1234阀门开度4、5#浓缩池处螺杆泵发生故障事故名称原因与现象操作步骤5#浓缩池处螺杆泵发生故障关闭9#螺杆泵启动10#螺杆泵代替处理方法：位于浓缩池图2页面上5、1#一级消化池搅拌机发生故障事故名称原因与现象操作步骤1#一级消化池搅拌机发生故障搅拌机停止转动，混合不均匀关闭1#一级消化池搅拌机，（位于消化池图1页面左上侧）增大循环流量，使循环污泥起到搅拌作用（开大位于消化池图1页面中间部分的1#螺杆泵的RI1441阀门的开度）6、4#一级消化池换热器发生故障事故名称原因与现象操作步骤4#一级消化池换热器发生故障关闭换热器（关闭消化池图2页面右侧4#换热器下方的阀门TIC1504）关闭消化池进泥打开通往二级消化池的旁路（位于2#二级消化池页面）7消化池进泥温度降低事故名称原因与现象操作步骤消化池进泥温度降低温度降低，产气量下降1、增大循环流量（开大位于消化池图1页面中间部分的1#螺杆泵的RI1441阀门的开度）8、压滤机配药浓度降低事故名称原因与现象操作步骤压滤机配药浓度降低加大1#加药计量泵流（位于污泥脱水页面中间加药池下方）9、1#压滤机皮带打滑事故名称原因与现象操作步骤1#压滤机皮带打滑增大1#压滤机皮带张力（位于污泥脱水页面1#压滤机上）实验十一消化池单元一、工艺原理 厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧消化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。首先，有机物被厌氧消化分解，可以使污泥稳定化，使之不容易腐败。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蛔虫卵被杀灭或者作为有机物被分解，使污泥无害化。第三，随着污泥被稳定化，将产生大量高热值的沼气，作为能源利用，使污泥资源化。另外，污泥经过消化以后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，转化成了沼气，这本身也是一种减量过程。 将有机物质厌氧消化产生沼气，是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程，每一个反应阶段都以某一类细菌为主，其产物提供给下一个阶段的细菌利用。解释厌氧消化的理论根据不同的角度和变化规律，有二段论、三段论和四段论，但总体来说，都是有机物先被分解成低级的脂肪酸，然后产甲烷菌再利用低级脂肪酸产生甲烷。 影响消化的主要因素有：1、PH值和碱度 间歇操作的消化池，在产甲烷的不同阶段，PH值是不同的，先高后低，再由低到高，平滑过渡，但是间歇操作总体消化速率比较慢，只适合产泥很少的小处理厂。对于绝大部分处理厂采用的非间歇操作（即在一个厌氧消化周期内进行很多次投泥），由于产甲烷的各个阶段共同存在，将不会再有明显的酸性衰退期，各种酸性碱性综合作用，具体表现为溶液的PH值，因此PH值是综合各阶段消化状况的一个指标。水解和产酸阶段会使PH值降低，而产甲烷阶段会使PH值升高，在生产中应控制PH的变化，使产酸和产碱速率基本一致，使消化稳定地进行。另外，由于产甲烷菌对于PH的波动比产酸菌敏感的多，所以，在控制PH值的时候，主要应该满足产甲烷菌的要求。理论上讲，影响PH值的因素很多，但是绝大部分污水处理厂的消化系统，在正常运行的时候不需要经常性的人工调整PH值，消化池的PH值能自动的持在6.5～7.5的范围内，其主要原因是消化液中存在大量的碱，这些碱这要以碳酸氢盐的形式存在，在消化液中其中酸碱中和的作用，从而使PH值维持在接近中性的范围内。但是，也往往会出现很多异常的情况，如果这是由于进料引起的，应该马上停止进料，如果偏差很大，应该外加碱源，首先控制住PH值将是一种有效的应急措施。否则，消化效果将受到影响，严重时会使消化系统彻底被破坏。2、温度 由于产甲烷菌的繁殖代谢比较慢，所以整个消化阶段的速率由产甲烷菌控制。产甲烷菌的正常生存范围一般在10～60℃之间，甲烷菌的活性从总体上看，随着温度升高而增大，但局部有波动，在38～49℃之间，活性会受到一定的抑制。按照消化温度的不同，消化通常分为三类：高温消化，中温消化，常温消化。高温消化温度一般在50～56℃之间，经常采用55℃。中温消化一般在29～38℃常温消化效率很低，一般不采用。高温消化的分解率和沼气产量大于中温消化，但需要很多的加热量，因此采用的也不是很多。但是，高温消化的无害化效果比中温消化好得多，因此当对污泥的卫生指标有比较高的要求时，高温消化仍然具有优势。在实际操作中普遍采用中温消化，经常采用35℃。甲烷菌对温度的变化比较敏感，变化较大时将使产气量急剧降低，因此在生产中要注意控制温度。4、毒物 在污泥中经常会有很多金属和非金属离子对产甲烷菌有毒性，