环境工程实验讲义.(DOC)

山西农业大学资源环境学院主编

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环境工程学实验指导

前 言

通过实验教学培养学生严肃认真的科学态度和工作作风。训练沉重的操作技能和测试技能。提高观察分析问题的能力和工作，革新创造的能力。为将来进行科学研究及解决实际问题打好基础。因此实验学对提高教学质量，培养全面发展人才起着重要的作用。

为了达到上述目的，要求同学做到以下几点：

1、实验前要充分的准备，必须对所做实验根据实验讲义及有关资料进行认真的预习，明确实验的目的、原理、实验步骤、所需设备、药品及安全规程等。

2、对于中型实验设备及仪表，未经实验指导教师的同意，不得擅自起动关机，经指导教师同意后，操作中必须按照操作规程，认真严肃的进行。

3、要有严肃认真，实事求是的科学态度，在进行实验时要周密地观察和如实地记录各种变化的现象及数据，数据只可整理，不可随意修改。（整理时可以拼弃不正确的数据）假如实验中发生问题，数据不附，则应找出原因设法解决，绝不允许臆造数据，弄虚作假，这种由发现问题到解决问题的过程是培养我们工作能力的重要环节。

4、认真做好实验报告，除了按讲义进行实验外还应主动地发掘问题，思考问题，认真地对实验中发生的各种现象及新的数据加以分析讨论，并尺可能地提出自己的见解。

5、要认真执行实验室的规章制度，注意安全操作，爱护国家财务。仪器设备若有损伤，应立即报告指导教师，酌情处理，对水、电、药品要注意节约。

6、实验完毕，应将所有仪器及设备清洗干净后，方可离开实验室。

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目 录

实验一：吸附法净化工业含酸雾气体

实验二：碱液吸收气体中的二氧化硫

实验三 旋风除尘器性能测定…………………………………… 1

实验四 颗粒的静置自由沉降…………………………………… 8 实验五 气浮工艺………………………………………………… 6 实验六 化学混凝(1)…………………………………………….. 12 实验七 化学混凝(2)…………………………………………… ..15 实验八 活性炭吸附………………………………………………17 实验九 清水曝气充氧……………………………………………20 实验十 离子交换法(1)……………………………………………24 实验十一 离子交换法(2)……………………………………………27 实验十二 活性污泥性能测定………………………………………30 实验十三 间歇活性污泥法sbr………………………………………….33 实验十四 连续流活性污泥法……………………………………….37 实验十五 还原法处理酸性含铜废水实验 实验十六 废水的可生化性实验

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实验一：吸附法净化工业含酸雾气体

一、实验目的

1、验证课堂上理论教学中讲授的吸附原理、现象及特点，通过实验现象的直观感受，巩固和加深对理论的理解和认识；

2、了解工业治理酸气装置—吸附器的结构和安装及学习工艺实验的操作技能； 3、掌握酸气浓度的测定方法和吸附效率的计算；

4、通过实验工艺流程的直观性培养学生思考问题和解决实际问题的能力。 二、实验内容与方案

1、实验准备工作 （1）绘制标准曲线

1).钠标准溶液的配置：a.准确称取干燥的粒状亚钠（优级）0.1500g（称重至0.1mg）溶于去离子水，并移入1000ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含100μgNO2-即[100μg NO2-/ml]；b.使用时用去离子水准确稀释成[5μg NO2-/ml]，即准确取5.00ml浓度为100μgNO2-/ml的标准液移入100ml容量瓶中加去离子水至标线，则其浓度为[5μg NO2-/ml]。

2).标准曲线：在6只10ml试管中分别准确加入0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80ml亚钠标准溶液(浓度为5μg NO2-/ml)，每管中加入采样吸收液5ml，用水稀释至刻度（10mL），摇匀，放置15分钟，于540nm处，用1cm比色皿，吸收液为参比，灵敏度为1档的721分光光度计上测定吸光度。

根据测定结果，做出样品中NO2-含量a（μg）与吸光度值A的标准方程，

aNOK(AA0)，aNO：测试后吸收液内NO2-含量（所取气体中）的微克数，A：样

22品吸收液的吸光度值；A0：空白吸收液吸光度值；K：斜率。

（2）充分理解和掌握吸附工艺实验流程图、各部分的功能、相互联接及安装方法。 比色管号 加试剂 标准溶液/（ml） 吸收液/（ml） NO2-含量/（μg） 吸光度值

0 0 5 0 1 0.10 5 0.5 2 0.20 5 1.0 3 0.40 5 2.0 4 0.60 5 3.0 5 0.80 5 4.0 4

（3）在每个吸收管内装5ml吸收液并编好号码。

（4）在吸附器酸气进出采样口连接上装有氧化管及吸收管的大气采样器。注意有缓冲球一侧的吸收管和大气采样器的吸气口连结。

2、实验操作

（1）在酸雾发生器内装200ml左右50%的HNO3溶液并放入适量铜片，然后放在吸风罩下。

（2）启动风机，调节风速为5m/s。

（3）在进出口同时采样。采样时间为10min，取下吸收管，将吸收管中样品吹入10ml试管，用少量蒸馏水冲洗，将溶液并入试管，用蒸馏水稀释至刻度。

（4）改变风速，再取一次样品，步骤同上。风速要求：6m/s和7m/s。 3、分析（方法：盐酸萘乙二胺比色法）

（1）将测试的吸收管内的吸收液用吸耳球移入比色管。 （2）用721分光光度计比色，准确记录样品的光密度值y。 （3）按标准曲线方程计算出NO2-含量a[μg]。 （4）通过换算公式计算出进出口NOX浓度C[mg/m3]

C注：C：进出口NOX浓度[mg/m3]；

a

0.76Vnd 0.76：NO2（气）转换成NO2-（液）的系数；

Vnd：大气采样器从吸附器进出气两端采样口所抽取的气体在标下干气气体体积，l；

Vnd273PVt273PVt273PVt

1013T1033.6T760TVt：大气采样器从吸附器两端采样口所取气体，l； Vt =大气采样器流量×采样时间。 三、实验设备与材料（或样品）

1、实验流程

实验工艺流程图见图1。

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图1 酸雾净化工艺流程图

1.酸雾发生器 2.吸风罩 3.吸附剂口 4.观察窗 5.吸附剂层 6.吸附剂框 7.吸附剂装料口 8.吸附塔 9.进气测口 10.出气测口 11.风量细调阀

12.风量粗调阀 13.风机 14.消声器

2、仪器设备 （1）酸雾发生器； （2）大气采样器； （3）721分光光度计； （4）光电天平；

（5）.容量瓶、移液管、10ml试管、比色管、吸收管等玻璃仪器； （6）吸耳球。 3、试剂 （1）蒸馏水；

（2）亚钠（优级）；

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（3）50%的HNO3溶液； （4）铜片。 四、实验基本要求

1、请同学们根据实验装置的具体尺寸按一定比例缩小画出实验流程图。要求：注明各处设备名称，吸附器要认真画出正视图，不能画示意图。

2、严格按照实验内容和步骤进行实验，如实记录实验数据，认真计算实验结果，根据实验结果进行讨论，并完成实验报告。

3、此次实验过程中存在哪些操作问题，希望对哪些实验方法或流程进行改进，请提出建议和改进意见。 五、实验报告要求

1、如实记录实验数据，字迹清晰工整，认真计算实验结果，根据实验结果进行讨论。 2、实验数据表格参考格式

设备吸附层面积 0.24 m2 测试日期 设备吸附塔风速 大气压 mmHg 设备吸附塔流量 [m3/h] 温度 ℃ 设备管道截面积 m2(管道D=0.1m) 风 速 [m/s] 流量 [m3/h]

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标况下体积 时间 采集气体体品吸光度NO2-含量 浓度C[mg/m3] 吸收效率η（%）采样流量 Vnd[l]样测试数据 t 积Vt(l) 值 a [μg] ( min) Q(l/min) Vt=Q·t Vnd273PVt760TA aK(AAca0)0.76Vndc进c出 c100% 进进口 1 出口 进口 2 出口 进口 3 出口 8

六、相关基础知识

随着科学技术与工业生产的发展，各种酸的用量日益增加，如电子、轻工、化工、冶金、电镀、机械等行业，常常需要用酸进行清洗和处理金属表面。在这些用酸的场所，必然排放出大量的酸气，严重污染大气环境，不仅危害健康，损害文物古迹，而且腐蚀厂房设备及精密仪器，给生产造成很大的损失。因此，人们迫切需要采取措施净化含酸雾气体，以清除污染。

目前净化酸气的方法主要有：碱液吸收法、活性碳吸附法、催化法等。本实验是以SDG为吸附剂，用吸附法净化酸气，此法在工业上很有实用价值。

1、吸附机理

当固体吸附剂处于气体介质中时，气相的某些组分，在吸附剂表面能的用下，被吸附剂所吸附。由于吸附力的强弱随吸附剂与气体物质的性质不同而有很大的差异，故而，可用吸附法将不同组分的混合气体分离。

根据吸附的性质，可分为物理吸附、化学吸附、物理化学吸附等三种类型。本实验即是依据物理化学原理，实现对酸性气体的吸附净化。它既含有物理吸附的性质，又具有化学吸附的特征。其吸附机理可表示如下：

1、NO → NO 2、NO2 →NO2• 3、O2→O2• 4、H2O→H2O 5、NO•+

••6、3NO2+H2O→2HNO3•+NO 7、2mNO2+MR→M(NO3)m+MNO 8、m(HNO3˙)+MR→M(NO3)m 式中：•---表示吸附态； M ---吸附剂的阳离子； R --- 吸附剂基体； m --- M阳离子的价数。

在上述过程中，1、2、3、4步为物理吸附，5、6、7、8步为化学吸附及化学反应过程。 2、吸附速率

吸附过程是一个传质过程，所以吸附量和吸附效率都要受到传质作用时间的制约。 （1）空塔线速

•1•O2→NO2• •2•（2）吸附速率式及有关参数

气体体积流量Q

床层横截面积F根据吸附动力学原理，吸附速率方程为

qKyy

式中：q---吸附速率

y---吸附质在气相混合物中的浓度； y*---吸附质在气相中的平衡浓度； K---吸附速度常数。

K值与许多因素有关，目前主要是一些经验公式，如：威尔基(Wilke）和霍根（Hougen）提出的K值计算公式为

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K1.82U(式中：U---流体的平均线速度，m/s；

UE---流体的最大线速度，m/s； µ ---流体的粘度，Pas； ρ---流体的密度，Kg/m3； dP---固体粒子有效直径，m； Df---溶质在流体中的扩散系数。

dpUE0.51)Df0.67

由上式可知，因吸附速率（q）随K值成线性变化，故而也随空塔线速变化。于是可进一步推出下列关系式：

式中：G---吸附容量，Kg/m3； τ---吸附时间，s； ω ---空塔线速，m/s； F---吸附床层截面，m2；

GFTC进C出Gqdq C进0C出100%

C进Q/F C进---气体吸附质的初始浓度，Kg/m3； C出---逸出气体吸附质的浓度，Kg/m3； Q---气体流量，m3/s； η---吸附效率，%。

从以上各式参数的关联中不难看出，只要测出气体的流量、进出口气体吸附质的浓度，就可以算出η、ω、q、G以及η- C进，η-ω等变化规律。

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实验三：碱液吸收气体中的二氧化硫

一、实验目的

本实验采用填料吸收塔，利用5%NaOH溶液吸收气体中的SO2。通过实验可初步了解利用填料塔吸收净化有害气体的实验研究方法，同时还有助于加深理解在填料塔内气液接触状况及吸收过程的基本原理。

通过实验应达到以下目的：

1、了解利用吸收法净化废气中SO2的效果； 2、填料塔的基本结构及其吸收净化酸雾的工作原理； 3、实验分析填料塔净化效率的影响因素；

4、了解SO2自动测定仪的工作原理，掌握其测定方法；

5、掌握实验中配气方法，参数控制（如气体流速、液体流量等），取样方法及各种有关设备的操作方法。 二、实验内容与方案

1、实验准备

（1）根据图10-1所示正确连结实验装置，并检查是否漏气，全面熟悉流程（包括熟悉SO2自动测定仪）并检查电、气、水各系统。

（2）SO2浓度测定仪使用前的准备工作：保证电池电量充足（当测定仪显示器上出现“BAT”字样时，应尽快更换电池，此时仪器可能仍在正常工作，但读数是不正确的。更换电池时，打开仪器背面盖板，正确装入碱性电池，并注意电池极性）；查看仪器过滤器（连接软管中，装有一个在线过滤器，以阻止尘埃和水蒸气进入仪器，如果发现过滤器出现潮湿或污染，应立即晾干或更换，推荐使用AF10型过滤器。更换时，把软管从过滤器的两端松开，换上新的过滤器，不得使用任何润滑剂，并保证箭头指向仪器）；将“POWER”（电源）开关置于“ZERO & STANDBY”（零点/待机）位置，使仪器自动校准零点（如果仪器未能达到零点，调节仪器上方的零点调整旋钮，直到显示000±1为止，注意调零时在距离有害气体区域较远的清洁空气中进行）。

（3）称取NaOH试剂5kg溶于0.1m3水中，将其注入水箱中作为吸收系统的吸收液，开启水泵，根据液气比的要求调节喷淋水的流量。

2、实验操作

（1）开启填料塔的进液阀，并调节液体流量，使液体均匀喷布，并沿填料塔缓慢流下，以充分润湿填料表面，记录此时流量。调节各阀门使得喷淋液流量达到最大值，记录此时流量。

（2）开启风机，并逐渐打开吸收塔的进气阀，调节空气流量，仔细观察气液接触状况。用热球式风速计测量管道中的风速并调节配风阀使空塔气速达到2m/s（气体速度根据经验数据或实验需要来确定）。

（3）待吸收塔能够正常工作后，实验指导教师开启SO2气瓶，并调节其流量，使空气中的SO2含量为0.1~0.5%（体积百分比，具体数值由指导教师掌握，整个实验过程中保持进口SO2浓度和流量不变）。

（4）经数分钟，待塔内操作完全稳定后，开始测量记录数据。应测量记录的数据包括进气流量Q1、喷淋液流量Q2、进口SO2浓度C1、出口C2浓度。

（5）根据测得的数据计算吸收废气中SO2的理论液气比，在理论液气比的喷淋液流量和最大喷淋液流量范围内，改变喷淋液流量，重复上述操作，测量SO2出口浓度，共测取4~5组数据。

（6）实验完毕后，先关掉SO2钢瓶，待1~2分钟后再停止供液，最后停止鼓入空气。 三、实验设备与材料（或样品）

1、实验流程

本实验流程（图2）大致可分为污染源发生、吸收和排放三部分，请学生自己按照现场的装置按比例画出实验流程图。

2、仪器设备

（1）SO2酸雾净化填料塔一台； （2）SO2与空气混合罐一个；

（3）转子流量计2个（液相转子流量计1个、SO2转子流量计1个）； （4）风机一台；

（5）SO2钢瓶（含气体）一个； （6）SGA型SO2自动分析仪两台；

（7）控制阀、橡胶联结管若干及必要的玻璃仪器等。

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图2 吸收工艺流程图

1、SO2钢瓶 2、混合罐 3、进气测定口 4、水箱 5、吸收塔 6、喷头 7、水泵 8、出气测定口 9、配风阀 10、配气口 11、消音器 12、风机 3、试剂

（1）5kg工业纯NaOH试剂； （2）蒸馏水。 四、实验基本要求

1、请同学们根据实验装置的具体尺寸按一定比例缩小画出实验流程图。要求：注明各处设备名称，吸收塔要认真画出正视图，不能画示意图。

2、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。熟练掌握实验内容、方法和步骤，严格按照实验内容和步骤进行实验，如实记录实验数据，认真计算实验结果，根据实验结果进行讨论，并完成实验报告。

3、根据本实验流程的实际情况，分析管道内气速的大小，将受到哪些因素的影响；去除率的大小与哪些因素有关。

4、此次实验过程中存在哪些问题，是如何解决的，希望对哪些实验方法或流程进行改进，请提出建议和改进意见。妥善管理SO2钢瓶、控制SO2气流、请注意安全。

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五、实验报告要求

1、如实记录实验数据，字迹清晰工整，认真计算实验结果，根据实验结果进行讨论。 2、实验数据表格参考格式

大气压： 温度：

测定次数 1 2 3 4 5 3、计算

（1）净化效率计算 吸收塔净化效率(1管道风速（m/s） SO2流量（m3/s） 喷淋液量（L/h） SO2入口浓度（mg/m3） SO2出口浓度（mg/m3） c2)100%， c1其中，η：净化效率； C1：SO2入口浓度； C2：SO2出口浓度。

测定次数 1 2 3 4 5

根据所得的净化效率与对应的液气比结果绘制曲线，从图中确定最佳液气比条件。 4、讨论

（1）从实验结果绘制的曲线中，可以得到哪些结论？

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SO2浓度（mg/m3） 液气比 净化效率（%） 平均净化率 进气 出气 进气 出气 进气 出气 进气 出气 进气 出气 （2）通过实验，有什么体会，对实验有何改进意见？ 六、相关基础知识

含SO2的气体可采用吸收法净化，由于SO2在水中的溶解度较低，故常常采用化学吸收的方法。本实验采用碱性吸收液（5%NaOH吸收液）净化吸收SO2气体。

吸收液从水箱通过水泵、转子流量计由填料塔上部经喷淋装置进入塔内，流经填料表面，由塔下部排出，再进入水箱。空气首先进入缓冲灌，SO2由SO2钢瓶进入缓冲灌，经缓冲灌混合后的含SO2空气从塔底进气口进入填料塔内，通过填料层与NaOH喷淋吸收液充分混合、接触、吸收，尾气由塔顶排出。

吸收过程发生的主要化学反应为：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

实验过程中通过测定填料净化塔进出口气体中的含量，即可近似计算出吸收塔的平均净化效率。改变喷淋液的流量，重复上述过程，计算吸收塔的净化效率η，进而了解吸收效果，确定最佳液气比α

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实验三 旋风除尘实验

一、实验目的

通过旋风除尘实验，掌握除尘器实验研究的方法。 二、实验内容

1、用静压法测定管道中的风量。

2、用静压法测定旋风除尘器的压力陨失。 3、用质量法测定旋风除尘器的除尘效率。 三、实验原理 1、风量的测定 本实验装置（图1）采用静压法测定管道中的风量，测出吸气均流管中平均静压PS后，可按下式计算出风量：

V＝ψA2Psp（m3/s） （1）

式中：A――管道断面积（m2）；

ψ――均流管流量系数，本实验装置的均流管为双纽线型＝0.98 ――空气密度（kg/m3）； Ps――平均静压的绝对值（Pa）。用倾斜式微压计测定的按下式计算：

PsKLg

式中：K――微压计系数；

L――微压计读数（mm）； g=9.87m/S2

2、旋风除尘器压力损失和阻力系数的测定

本实验采用静压法测定旋风除尘器的压力损失。由于本实验装置中除尘器进、出口接管断面相等。气流动压相等，所以除尘器的压力损力等于进、出口断面平均静压之差，取测定点的除尘器进出口一定距离的a·b截面处(见图1)则除尘器的压损为：

PPabP1P2

式中：Pab――a，b两截面处的静压差； P1――a截面至除尘器进口处的压损； P2――除尘器出口处至b截面的压损。

测出旋风除尘器的压力损失之后，便可计算出旋风除尘器的阻力系数：

式中： v1 — 旋风除尘器进口风速，m/s。 ρ — 含尘气体的密度，kg/m3

P 2pVi2 - 16 -

3、用质量法测定除尘效率

测出同一时间进入除尘器的粉尘质量Si（克）和除尘器捕集的粉尘质量Sc（克），则除尘效率：

Sc/ SI×100%

四、实验装置和仪器：

1――喂灰装置 2――吸气均流管 3――微压计 4――旋风除尘器 5――集尘箱 6――U型管压差计 7――调节阀门 8――引风机

实验用仪器有：倾斜式微压机；U型压差计；皮托管；干湿球温度计；空盒气压计；分析天平；托盘天平等。

五、实验步骤

1、测定室内空气温度和相对湿度，大气压力，计算空气密度。

2、测定除尘器处理风量，用倾斜式微压机测出均流管入口平均静压Ps（应在喂灰后测定），按式（1）（2）计算出风量。

3、测定除尘器压力损力，用U型压差计测定ａ，两截面之间的静压差计（应在喂灰后测定），计算出P（4）计算P和。 1与P2，按式（3）

4、除尘器效率测定

用托盘天平称一定量尘样，放放喂灰漏斗，起动通风机和喂灰装置，待尘量全部送完，称量集尘斗尘量，计算除尘效率。

5、按上述实验步骤，将测定及计算所得的数据分项列成表格，完成实验报告。 测定次数 发尘量 发尘时间 进口气体收尘量 出口气体除尘器全含尘浓度 含尘浓度 效率 1 2 3 4 以除尘器进口气速为横坐标，除尘器全效率为纵坐标；以除尘器进口气速为横坐标，除

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尘器在标准状态下的阻力为纵坐标，将上述实验结果标绘成曲线。

六、思考题

1、影响旋风除尘效率的主要因素有哪些？

2、若除尘系统内有漏气现象，将会出现什么后果，原因是什么？

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实验四 静置沉淀实验

一、实验目的

观察沉淀过程，求出沉淀曲线，沉淀曲线应包括：（1）沉淀时间ｔ与沉淀效率E的关系曲线；（2）颗粒沉速U与沉淀效率E的关系曲线。

二、实验原理

在含有离散颗粒的废水静置沉淀过程中，若试验柱内有效水深为H，通过不同的沉淀时间ｔ，可求得不同的颗粒沉淀速度ｕ，ｕ＝H/t0对于指定的沉淀时间t0可求得颗粒沉淀速度U。那些沉速等于或大于U0的颗粒在t0时间内可全部除去，而对沉速小于u0的颗粒则只能除去一部分，其去除的比例为U/U0。

设X0为沉速U＜U0的颗粒所占有百分数，于是在悬浮颗粒总数中，沉速U≥U0的颗粒所占的百分数应为（1－X0），它们在t0时间内均可除去。因此，去除的百分数可用1－X0来表示。沉速U＜U0的每种粒径的颗粒去除的百分数为

X0udx，所以，总去除率：E＝（1u0－X0）+

1U0X0udx u0对于絮凝性悬浮颗粒的静置沉淀去除率，不仅与沉速有关，还与深度有关。因此试验柱应不同深度处设有取样口。在不同的选定时段，从不同深度取出水样，测定这部分水样中的颗粒浓度，并用以计算沉淀物的百分数。在横坐标为沉淀时间、纵坐标为深度的图上绘出等浓度曲线，据此可求出悬浮颗粒的总去除率（见第二章）。

沉淀开始时，可以认为悬浮颗粒在水中的分布是均匀的。随着沉淀历时的增加，试验柱内悬浮颗粒的分布变为不均匀。严格地说经过沉淀时间ｔ后，应将柱内有效水深H的全部水样取出，测其悬浮物含量来计算ｔ时间内的沉淀效率。这样，每个试验柱只能求一个沉淀时间的沉淀效率，致使实验工作量较大。为了简化实验及测定工作量，考虑到试验柱内悬浮物浓度沿水深逐渐加大，近似地认为在H/2处水样的悬浮物浓度可以代表整个有效水深内悬浮物的平均浓度。于是如果将取样口装在H/2处，在一个试验柱内可按不同沉淀时间多次取样。这样做虽有一定误差，但一般情况下，在工程上还是允许的。

三、主要实验设备

1、沉淀试验柱：直径100mm，工作有效水深（由溢出口下缘到底的距离）H＝1500mm或2000mm。

2、真空抽滤装置或过滤装置。

3、悬浮固体测定所需的设备，包括分析天平、带盖称量或古氏坩埚、干燥器、烘箱等。 4、搅拌桶和泵。 四、实验水样

生活污水，造纸废水，高炉煤气洗涤废水，其它工业废水或粘土配水。 五、实验步骤

1、将水样倒入搅拌桶内，用泵循环搅拌约5分钟，使水样中悬浮颗粒分布均匀。

2、用泵将水样输入沉淀试验柱。在输入过程中，从柱中取样2次，每次约50ml（取样后要准确记录水样体积）。此水样的悬浮物浓度即为实验水样的原始浓度C0。

3、当水样升到溢流口沿溢流管流出水后，关紧沉淀试验柱底部的阀门，停泵并记下沉淀开始时间。

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4、观察静置沉淀现象。

5、第5、10、20、30、60、120min，各从试验柱中部取样口取样二次，每次约50ml左右（准确记录水样体积）。取水样前要先排出取样管中的积水约10ml左右，取水样后要测量工作水深的变化。

6、将每一种沉淀时间的两个水样作平行试验，用滤纸过滤（滤纸应当是已在烘箱内烘干后称量过的），并把过滤后的滤纸放入已准确称量的带盖称量瓶骨，在105－110℃烘箱内烘干，称量滤纸及带盖称量瓶的增重，即为水样中的悬浮物重量。

7、计算不同沉淀时间ｔ的水样中的悬浮物浓度C，沉淀效率E，以及相应的颗粒沉速U。画出E－ｔ和E－ｕ的关系曲线。

六、对实验报告的要求和讨论。

1、提交实验记录及沉淀曲线。实验记录参考格式见下表。

将实验数据整理填入表中。根据η =100%*(C0-C)/C0计算总去除率，画出总去除率η与沉降时间t的关系曲线，即沉降效率曲线（η－ｔ），同时画出η－ｕ的关系曲线。

用坐标纸画出各种颗粒沉降速度ｕ与颗粒去除效率的关系图，如图

2、分析实验所得结果。 3、实验结果讨论：

（1）实验测得的沉淀效率与数学计算相比，误差为多少？误差原因何在？

（2）分析不同工作水深的沉淀曲线，如应用到设计沉淀池，需要注意些什么问题？ 静置沉淀实验记录

水样名称： 取样日期： 实验日期： 沉淀柱直径： 截面积： 水温： 水排出称称量称量水样悬悬浮沉淀效率E 沉淀样 积水量瓶及瓶滤中悬浮物平柱内C0C100体体积瓶滤纸纸和浮物物均 工作C0(ml) 积号 共重 悬浮重量 浓浓度 水深(%) (ml) (g) (g ) (mg/l) (mm) 物共度(mg重 /l) (g)

静置沉淀时间(min) 颗粒沉速(mm/s) 、 - 20 -

图2 颗粒沉降速度与颗粒去除效率的关系

附 录1：

悬浮物浓度的测定：

纸和称量瓶（已编好号）在103～105℃烘至恒温，得Ｗ1。 摇动水样后立即过滤。

将过滤后的滤纸在103～105℃烘干（约一小时）后放入干燥器内冷却并称重，经多次烘干后至恒重（两次的称重之差小于0.4ｍｇ）得Ｗ2。

计算：

CW2W110001000V （mg/L）

W1— 滤纸和称量瓶的重量 Ｗ2— 滤纸、称量瓶加残渣的重量 Ｖ — 过滤水样毫升数。

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实验五 加压溶气气浮实验

一、实验目的

在水处理工程中，固-液分离是一种很重要的，常用的物理方法。气浮法是固液分离的方法之一，它常被用来分离密度小于或接近于水、难以用重力自然沉降法去除的悬浮颗粒。气浮法广泛应用于分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；回收造纸废水的纸浆纤维；分离回收废水中的浮油和乳化油等。通过本实验达到以下目的：

1、了解压力溶气气浮法处理废水的工艺流程； 2、了解溶气水回流比对处理效果的影响； 3、 掌握色度的测定方法。 二、气浮原理

气浮法是进行固液分离的方法之一。该法是在水中通入空气，产生微细泡（有时还需要同时加入混凝剂），使水中细小的悬浮物黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面形成浮渣，再用刮渣机收集。这样，废水中的悬浮物质得到了去除，同时净化了水质。

气浮分为射流气浮、叶轮气浮和压力溶气气浮。气浮法主要用于洗煤废水、含油废水、造纸和食品等废水的处理。

三、实验水样 自配模拟水样

四、实验设备及工艺流程

刮泥机 集水槽气浮池 集水管流量计 混凝池 废水泵 溶气罐 废水池 清水池 清水泵 空压机

五、实验步骤

1、熟悉实验工艺流程；

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2、废水用6mol/L的NaOH溶液调至pH=8~9，在500mL的量筒内分别加入废水200、250、300、350、400mL；

3、启动废水泵，将混凝池和气浮池注满水；

4、启动空气压缩机，待气泵内有一定压力时开启清水泵，同时向加压溶气罐内注水、进气，打开溶气罐的处水阀；

5、迅速调节进水量使溶气罐内的水位保持在液位计的2/3处，压力为0.3~0.4MPa。如进气量过大，液位基本保持稳定，直到释放器释放出含有大量微气泡的乳白色的溶气水。观察实验现象；

6、向各水样加入混凝剂，使其浓度为250~350mg/L，并搅拌均匀；

7、从溶气罐取样口向各水样中注入溶气水，使最终体积为500mL。静置20~30min，取样测定色度。实验数据填入下表；

8、根据实验数据绘制色度去除率与回流比之间的关系曲线。

表1 加压溶气气浮实验记录表

废水体积（mL） 溶气水体积（mL） 回流比 气浮时间（min） 色度 原水 出水 0 200 250 300 350 400 450 备注 色度去除率（%）

六、试验结果与讨论

1、应用已掌握的知识分析你取得释气量测定结果的正确性； 2、试述工作压力对溶气效率的影响；

3、拟定一个测定气固比与工作压力之间关系的实验方案。

附录 色度测定方法

纯水为无色透明的液体。洁净水在水层浅时为无色，深层为浅蓝绿色，天然水受污染时可着色。

水的颜色可区分为“真色”和“表色”两种，真色是指去除浊度后水的颜色，没有去除悬浮物的水所具有的颜色称为表色。

测定色度的方法的选择：测定较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的色度用铂钴

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标准比色法，以整数表示结果；测定受工业废水污染的地面水和工业废水，可用文字描述颜色的种类和深浅程度，并以稀释倍数法测定色的强度。

方法一 铂钴标准比色法 一、 概述 1、方法原理

用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色。每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。

2、干扰及消除

如水样混浊，则放置澄清，亦用离心法或用孔径为0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物。但不能用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。

3、仪器

50mL具塞比色管，其刻线高度应一致。 4、试剂

铂钴标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾（K2PtCl6）（相当于500mg铂）及1.000g氯化钴（CoCl2.6H2O）(相当于250mg钴），溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定至1000mL。此溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，存放暗处。

二、步骤

1、标准色列的配置

向50mL比色管中加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00及7.00mL铂钴标准溶液，用水稀释至标线，混匀。各关的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60和70度。密塞保存。

2、水样的测定

（1）分取50.0mL澄清透明水样于比色管中，如水样色度较大，可酌情少取水样，用水稀释至50.0mL；

（2）将水样与标准色列进行目视比色比较。观测时，可将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底向上透过液柱，目光自管口垂直向下观察。记下与水样色度相同的铂钴标准色列的色度。

三、计算 色度（度）=

式中，A—稀释后水样相当于铂钴标准色列的色度；

B---水样的体积（mL） 四、注意事项

（1）可用重铬酸钾代替氯铂酸钾配制标准色列。方法是：称取0.0437g重铬酸钾和1.000g硫酸钴（COSO4.7H2O），溶于少量水中，加入0.50mL硫酸，用水稀释至500mL。此溶液的色度为500度。不宜久存；

（2）如果样品中有泥土或其他分散很细的悬浮物，虽经预处理而得不到透明水样时，则只测标色。

方法二 稀释倍数法 一、概述

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A50 B1、方法原理

为说明工业废水的颜色种类，如：深蓝色、棕黄色、暗黑色等，可用文字描述。 为定量说明工业废水色度的大小，采用稀释倍数法，以此表示水样的色度。 2、干扰及消除

如测定水样的真色，应放置澄清取上清液，或用离心法去除悬浮物后测定；如测定水样的表色，待水样中的大颗粒悬浮物沉降后，取上清液测定。

3、仪器50mL具塞比色管，其标线高度要一致。 二、步骤

1、取100~150mL澄清水样置烧杯中，以白色瓷板为背景，观测并描述其颜色种类； 2、分取澄清的水样，用水稀释成不同的倍数，分取50mL分别置于50mL比色管中，管底部衬一白瓷板，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水比较，直至刚好看不到颜色，记录此时的稀释倍数。

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实验六 化学混凝实验（1）

一. 实验目的

本实验主要针对污染物浓度较低的水样，采用混凝工艺进行深度处理，确定不同混凝剂的最佳投药量，观察絮凝过程中矾花的形成及其特点，掌握混凝工艺的操作方法。 二. 实验原理

天然水中存在大量胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的。水中的胶体颗粒，主要是带负电的粘土颗粒。胶粒间的静电斥力，胶粒的布朗运动及胶粒表面的水化作用，使得胶体具有稳定性。

化学混凝机制主要是通过混凝剂在水中水解，对水中胶体产生压缩双电层、吸附架桥和网捕等三方面的作用，促使胶体凝聚，形成絮凝体，最终通过沉淀作用得以去除。 三. 实验材料和装置

1、可调速搅拌器；2、烧杯1000 ml；3、721型分光光度计；4、pH计或精密pH试纸、温度计；5、10ml移液管、1000ml 量筒；6、混凝剂：10g/L聚合氯化铝（PAC）；7、1％ 硫酸铝溶液和三氯化铁溶液；8、浊度仪 四. 实验步骤

1． 测原水水温、浊度及pH； 2． 用1000mL量简量取水样至1000mL烧杯中。设最小投药量和最大投药量，利用均分

法确定第一组实验其它四个水样的混凝剂投加量。

3． 将第一组水样置于搅拌机中，开动机器，调整转速，中速运转数分钟，同时将计算好

的投药量，用移液管分别移取至加药试管中。

4． 将烧杯放置搅拌机下，快速运转30s，达到充分混合的目的。之后，将转速调到中速

运转（例如120转／分）。搅拌5min后，迅速将转速调至慢速（例如80r／min）搅拌10min。

5． 搅拌过程中，注意观察并记录矾花形成的过程、矾花外观大小和密实程度等。搅拌过

程完成后，停机静沉25分钟，并观察记录帆花沉淀的过程。与此同时，再将第二组水样置于搅拌机下。

6． 第一组水样静沉25min后，用注射器每次汲取水样杯中上清液约130mL（够浊度仪、

pH计测定即可），置于洗净的200 mL烧杯中，测浊度及pH并记入表1中。

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表1原始数据记录表 实验组号 混凝剂名称 水样编号 投药量 原水浑浊度 1 1 2 2 原水温度℃ 3 3 4 4 原水pH 5 5 6 6 Ⅰ 剩余浊度 沉淀后pH值 水样编号 Ⅱ 投药量 剩余浊度 沉淀后pH值 注意事项

1．取水样时，所取水样要搅拌均匀，要一次量取以尽量减少所取水样浓度上的差别。 2．移取烧杯中上清液时，要保持条件一致，不要把沉下去的矾花搅起来。

以投药量为横坐标，以剩余浊度为纵坐标，绘制投药量-剩余浊度曲线，从曲线上可求得不大于某一剩余浊度的最佳投药量值。 思考题

根据实验结果以及实验中所观察到的现象，简述影响混凝的主要因素。

附：浊度的测定

所谓浊度即为水体混浊的程度，是表示水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度，即是水样中的微细悬浮物的光学特性表示法。

浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质造成的。天然水经混凝、沉淀、过滤等处理，使水变得清澈。测定水样浊度可用分光光度法。 1、方法原理

在适当温度下，硫酸肼[(NH2)2SO4·H2SO4]与六次甲基四胺[(CH2)6N4]聚合，形成白色高分子聚合物。以此作参比浊度标准液，在一定条件下与水样浊度相比较。

2、试剂

浊度贮备液，配置方法如下：

称取0.50克硫酸肼，5.00克六次甲基四胺，分别溶于400ml蒸馏水中，将溶解的两种溶液倒入1000ml容量瓶中混合，加蒸馏水稀释至刻度，混合摇匀，在25±3 0C温度下反应24h，即得到400度的浊度标准溶液。

3、仪器：

50ml比色管，721分光光度计。 测定步骤

（1）标准曲线的绘制

吸取浊度标准溶液0，0.50，1.25，2.50，5.00，10.00和12.50ml，置于50ml比色管中，

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加水至标线。摇匀后即得浊度为0，4，10，20，40，80，100的标准系列。于680nm波长测定吸光度，绘制标准曲线。 （2）水样的测定

吸取50.0ml水样（如浊度超过100度，可酌情少取，用水稀释到50.0ml）于50ml比色管中，按校准曲线步骤，测定吸光度。由校准曲线上查得水样浊度。

4、计算 浊度=50AC

式中，A—稀释过水样的浊度；

C—原水样体积（ml）

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实验七 化学混凝实验（2）

一. 实验目的

本实验的目的在于掌握混凝工艺的基本技能和研究方法，针对染料废水，确定混凝剂的最佳投量及混凝过程中最佳pH值等参数。 二. 实验原理

化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物。混凝包括凝聚和絮凝两个步骤，凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳、聚集为微絮体的过程，而絮凝则是指微絮体在水流紊动作用下，长大成为絮凝体的过程。

一般水处理中，混合阶级的G值约为500~1000s-1，混合时间为10~30s，一般不超过2min；在反应阶段，G值约为10~100s-1，停留时间一般为15~30min；沉淀30~40min。 三. 实验设备及仪器

1、可调速搅拌器；2、1000 ml烧杯；3、721型分光光度计；4、pH计或精密pH试纸、温度计；5、10ml移液管、1000ml 量筒；6、混凝剂：100g/L聚合氯化铝（PAC）；7、10%盐酸，10%氢氧化钠；8、500mg/L活性染料（活性艳蓝KN-R）废水200L。 四. 实验步骤

（一）、混凝剂最佳投加量的确定

1、染料废水最大吸收波长的确定，测定原废水的吸光度值；

2、用量筒量取1000ml水样于1000ml烧杯中，测量废水的温度，进行记录；分别用移液管加入一定量的混凝剂PAC至烧杯中（混凝剂在烧杯中的浓度分别为400、500、600、700和800mg/L），然后快搅（300~400r/min）1min，慢转（80~120r/min）15min，再沉淀30min；取沉淀后水样用分光光度测定吸光度和pH值。

3、搅拌过程中，观察记录矾花形成的时间，找出混凝剂最佳投加量值和混凝过程对废水pH值的影响。

（二）、搅拌时间对混凝过程的影响

1、选择最佳的混凝剂投加量，分别采用1、2、3、4、5min为混合快搅的时间，之后慢搅15min, 再沉淀30min；取沉淀后水样进行分光光度测定和pH值的测定。分析对比实验结果。 2、选择最佳的混凝剂投加量和最佳快搅混合时间，之后分别慢搅3、6、9、12、15 min, 再

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沉淀30min；取沉淀后水样进行分光光度测定和pH值的测定。与上述实验结果对比。 （三）、pH值对混凝效果的影响

1、取水样1000ml，分别采用酸或碱将水样调节pH为3、5、7、9和11；

2、采用最佳投量和最佳机械搅拌时间，对上述5个水样进行混凝实验，分析废水pH对混凝效果的影响。 五. 数据整理及结果分析

1、整理实验数据，以波长为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制吸收波长曲线和标准曲线； 2、以废水吸光度值为纵坐标，混凝剂加注量为横坐标，绘制吸光度（色度）与药剂投加量关系曲线，并从图中求出最佳混凝剂投加量；

3、以废水吸光度值为纵坐标，搅拌时间为横坐标，绘制吸光度（色度）与搅拌时间关系曲线，并从图中求出最佳搅拌时间条件；

4、以废水吸光度值为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出吸光度值与pH值关系曲线，从图上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其使用范围。

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实验八 活性炭吸附实验

一、实验目的

1．加深理解吸附的基本原理；

2．掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。 二、实验原理

活性炭处理工艺是运用吸附的方法去除异味、某些离子以及难进行生物降解的有机污染物。活性炭对水中所含杂质的吸附既有机物理吸附，也有化学吸附。

活性炭对水中所含杂质进行吸附时，水中溶解性杂质在活性炭表面积聚而被吸附，同时已被吸附的物质由于分子的运动而离开活性炭表面，新进入水中，即同时发生解吸现象。当吸附和解吸达到动态平衡时，则称为吸附平衡。如果在一定压力和温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量为：

qe的大小受活性炭种类、被吸附物质的性质及浓度、水温及pH值有关。 在污水处理中常用弗罗德里希公式来描述吸附容量与吸附平衡溶液浓度C的关系。其表达式为：

式中：qe——吸附容量（mg／g）； K——与吸附比表面积、温度有关的系数； n——与温度有关的常数，n>1； C——吸附平衡时的溶液浓度（C mg／L）。 通常用图解法求经验常数K、 n值，将式上式变换成线性关系：

三、实验装置与设备

（一）实验装置 本实验采用间歇性吸附操作，即用三角烧杯装入活性炭和水样进行振荡的方法。

（二）实验仪器及药剂

1．振荡器（THZ－82型） 1台 2．pH计（PHA型） 1台 3．活性炭 2Kg 4．COD测试仪 1套

5．温度计（刻度0－100％） 1支 四、实验步骤

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1．取活性炭200mg放在蒸馏水中浸24h，然后放在103℃烘箱内烘干24h，再将烘干的活性炭研碎成0．1mm以下的粉状。

2．配制水样1L，使其含CODMn浓度20～50mg／L。 3．取100ML水样，测定原水的CODMn。

4．在5个三角烧杯中分别放入100、200、300、400、500mg粉状活性炭，加入150ml水样，放入振荡器振荡30min。

5．过滤各三角烧杯中水样，并测定CODMn。 6．测出原水样PH及温度，记入表3－1。 五、注意事项

实验所得qe若为负值，则说明活性炭明显地吸附了溶剂，此时应调换活性炭或调换水样。

六、实验结果整理

1．记录实验操作基本参数 实验日期：_____年_____月_____日 水样CODMn含量＝_______mg／L；PH＝_______；温度_____℃ 振荡时间______min；水样体积______mL

2．各三角烧杯中水样过滤后COMn测定结果，建议按表3－1填写。

表3－1 间歇式吸附实验记录

3．以为纵坐标，lgC为横坐标绘出弗罗德里希吸附等温线。

4．从吸附等温线上求出K、n值，代入公式求出弗罗德里希吸附等温式。 七、实验结果讨论

通过本实验，关于活性炭吸附可得什么结论？本实验如何进一步改进？

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实验九 清水曝气充氧

一. 实验目的

通过实验掌握曝气装置的充氧机理，学会测定曝气装置的氧总转移数KLa。 二. 实验原理

曝气的作用是向液相供给溶解氧。氧由气相转入液相的机理常用双膜理论来解释。双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。氧在膜内总是以分子扩散方式转移的，其速度总是慢于在混合液内发生的对流扩散方式的转移。所以只要液体内氧未饱和，则氧分子总会从气相转移到液相的。

单位体积内氧转速度率为：

dc/dt=KLa(Cs-C).............................................(1)

dc/dt—液相中溶解氧浓度变化率（氧转移速率），kgO2/(m3.h)

KLa —氧分子的总传质系数（h-1） Cs —液相氧的饱和浓度（kgO2/m3) C — 液相内氧的实际浓度( kgO2/m3) 对公式（1）进行积分得

KLa2.31logC1、C2为在t1、t2时所测得的溶解氧浓度

本实验既是对清水进行曝气充氧，从而得到KLa和Cs。清水（在现场用自来水）一般含有溶解氧，通过加入无水亚硫酸钠（或氮气）在氯化钴的催化作用下，能够把水体中的溶解氧消耗掉，使水中溶解氧降到零，其反应式为：

CsC21CsC1t1t2

通过使用空气压缩机或充氧泵把空气中的氧气打入水体，使水体系的溶解氧逐渐提高，直至溶解氧升高到接近饱和水平。 三.实验设备和试剂

1、 模型曝气池（桶或玻璃缸, 2L）；2、空气压缩机或充氧泵；3、秒表；4、 1L 量筒、长玻棒、虹吸管；5、无水亚硫酸钠；6、氯化钴；7、溶解氧测定装置（DO测定仪或碘量法测定DO所需的仪器试剂）

1oCL2Na2SO3O2CNa2SO42

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四. 实验步骤

1、给曝气池注入2.0升自来水，测定其溶解氧，计算出水中溶解氧的含量；按照原理反应式可知，每除去1毫克的溶解氧需投加入8毫克的无水亚硫酸钠，根据水中溶解氧的量便可计算出Na2SO3的需要量（实际投加时，应使用10~20%的超量）；投入氯化钴量应在3.5~5mg/L之间。使用时先将化学药剂进行溶解，然后投入曝气池，用长玻棒在不起泡的情况下搅拌使其扩散反应完全，（搅拌时间约为：5~10钟），使亚硫酸根离子和水中的溶解氧浓度同时接近于零，测定池内水中溶解氧的浓度。

2、把充氧装置的探头放入曝气池内开始曝气，计时，在稳定曝气的条件下，每隔一段时间（如5分钟）测定一次水中的溶解氧，并作记录，曝气至溶解氧不再明显增长为止（达到近似饱和）。

3、本次实验曝气强度为2.5m3/m2·时，风量约为：25m3/h。 五、实验记录（见附表）

表1 实验记录表 饱和溶解曝气池中溶解氧变化mg/L 氧 充氧过程（分钟） 0 5 10 15 20 25 曝气池 水容深积m m3 运行条件 曝 理实 气 风 水论测 强 量温℃ 值值 m3/h 度mg/l mg/l m3/m2·时 氧充利备氧KLa 用注 量系kg/h 数 30 35 40 45 50 55 六、数据处理

1、以充氧时间t为横坐标，水中溶解氧浓度变化为纵坐标作图绘制充氧曲线，任取两点；[A点坐标为（t1，C1）,B点坐标为（t2，C2）]，计算KLa。

KLa2.3logCsC11(分1）CsC2t2t1

式中Cs为水温t摄氏度时饱和溶解氧的理论值，查表可得）。 附表 鼓风曝气氧实验记录

log2、以充氧时间t为横坐标，

CsC1CsC2为纵坐标作图，从其支线的斜率上求出Ka。

L

3、分别计算充氧量，氧利用系数。

转移到一定体积清水中的总氧量Qs=KLa. Cs. V 供氧量（S）=0.28*Gs（供气量） 氧利用效率 EA= Qs / S

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附：溶解氧测定

1． 测定原理

水样中加入硫酸锰和碱性碘化锰，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解，并与碘离子反应而释出游离碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出碘，可计算溶解氧的含量。

2． 试剂仪器

1. 硫酸锰溶液；2. 碱性碘化钾溶液；3. 1%淀粉溶液；4. 0.01N硫代硫酸钠溶液；4. 硫酸，ρ=1.84；5. 250ml溶解氧瓶；6. 25ml酸式滴定管；7.移液管。

3． 测定步骤

（1） 用虹吸法将（曝气）池内的水样注入溶解瓶内（或沿瓶壁直接倾注水样），注意取水样时不能产生气泡，至水样溢出瓶口为止。

（2） 盖上瓶塞，（瓶内不能有气泡）倒出封口水。

（3） 溶解氧的固定。用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入1ml硫酸锰溶液、2ml碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。

（4） 轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2ml硫酸。小心盖好瓶塞颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止，放置暗处5分钟。

（5） 吸取100.00ml上述溶液于250ml锥形瓶中，用已知浓度的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好稳去为止，记录溶液用量。

4． 计算

溶解氧：（O2，ml/L）=M*V*8*1000/100 式中：M——浓度（mol/L）

V——滴定时消耗硫代硫酸钠溶液体积（ml）。

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实验十 离子交换废水处理法 (1)

一、实验目的

通过实验了解离子交换法在水处理中的原理和作用，测得树脂对废水中铜离子动态交换曲线，掌握离子交换处理重金属废水的实用技术。 二、实验原理

离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。在废水处理中，主要用于去除废水中的金属离子。离子交换的实质是不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆性化学吸附。

任何离子交换反应都有三个特征： ①与其它化学反应一样按摩尔质量进行定量反应。②是一种可逆反应，遵循质量作用定律。③交换剂具有选择性，交换剂 上的交换离子先和交换势大的离子交换。

离子交换剂应用于废水处理，可以回收物质，例如对于含铜废水首先经过H 型阳树脂交换，交换废水中的阳离子Cu 2+ 等。

Cu 2+ + 2R-SO3H =

(R-SO3)2Cu + 2H +

废水中的阴离子（SO4 2- 、Cl - ）通过OH型阴树脂时，

R- N(CH3)3OH+HCl = RN(CH3)3Cl + H2O

交换曲线（吸附曲线、穿透曲线）是从流出液体中所含的被交换离子的浓度C或C/Co为纵坐标，以流出液的体积为横坐标所得的曲线。

废水经阳树脂，阴树脂交换后，铜离子、氯离子被吸附在树脂上，废水得到净化。当阳树脂失效后，可用酸再生。 同理，阴树脂失效后可用碱再生。 三、实验装置与材料 实验装置：

1、离子交换柱：可用酸滴管代替(50mL酸滴管2支) ；2、铁架台、固定夹一套 ；3、医用软胶管(乳胶管) ；4、烧杯：100mL 4只；250mL 2只；500mL、1000mL 各1只 ；5、锥形瓶：250mL、500mL 各2只；6、移液管：10mL、20mL 各2支 ；7、自由夹：6只 ；8、量筒：50mL、100mL 各1只 。

药品试剂：

1、732型(001*7)强酸性聚苯乙烯阳离子交换树脂；2、711型(201*7)强碱性聚苯乙烯阴离子交换树脂；3、含铜废水(含Cu 2 mg/L)；4、10%盐酸、5%盐酸；5、10%NaOH、5%NaOH ；6、pH试纸

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四 实验步骤

离子交换的运行操作包括四个步骤：交换、反洗、再生、清洗。

1、将交换柱用铁架台、铁夹安装固定，连接进出水乳胶管，阴、阳柱串联形式。 2、树脂清洗 ：阳树脂先用5%HCl浸泡 4小时，清水洗涤，再用蒸馏水浸泡24小时。阴树脂先用5%NaOH浸泡4小时，清水洗涤，再用蒸馏水浸泡24小时。 3、交换阶段

1) 用量筒准确量取10毫升经清洗的树脂，填入柱中。

2）放出柱中的去离子水，使其液面与树脂层表面相等为止，做下标记，

3）控制一定流速（100ml/10min）将浓度为C0 和pH已知的含 Cu 2+ 废水顺序通过阳、阴柱(降流式)进行交换。用50ml容量瓶收集流出液。

4）待废水中检测出金属离子后，用100ml容量瓶收集流出液，进行测试，直到交换柱全部饱和。即至出水 Cu 2+ 浓度达到 2mg/L 是视为穿透，即应停止通入废水。记录全部数据。 4、反洗阶段

交换达到饱和后，要用自来水进行反冲洗，反洗水量1～2升/升树脂。反洗时间为5～10min。 5、再生阶段

分别用2倍体积的 10%盐酸通入阳柱，10%NaOH 通入阴柱，以每隔5秒钟流一滴的流速进行再生，用100ml 容量瓶收集淋洗液。 6、正洗阶段

先用自来水淋洗，去除再生液残液，待洗涤接近中性时，加入蒸馏水浸泡， 液面应高出树脂面1～2cm。 五 数据处理

绘出动态交换曲线(穿透曲线)

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实验十一 离子交换法(2)

一、实验目的

离子交换软化法在水处理工程中有广泛的应用。通过本实验，掌握强酸性阳离子交换树脂软化水装置的操作运行方法。 二、实验原理

交换容量是交换树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交换能力的大小。树脂交换容量在理论上可以从树脂单元结构式粗略地计算出来。以强酸性苯乙烯系阳离于交换树脂为例，其单元结构式为：

单元结构式有8个碳原子、8个氢原子、3个氧原子、1个硫原子，其分子量等于184.2，只有强酸基团SO3H上的H遇水电离形成H+离子可以交换，即每184.2g干树脂中只有 1克当量可交换离子。所以，每克干树脂具有可交换离子1/184.2＝0.00543e＝5.43me。扣去交联剂所占份量（按 8％重量计），则强酸干树脂交换容量应为5.43×92/100=4.98me/g。

当含有钙盐及镁盐的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca2+及Mg2+离子便与树脂中的可交换离子（Na+或H+）交换．使水中Ca2+、Mg2+含量降低或基本全部去除，这个过程叫做水的软化。树脂失效后要进行再生，即把树脂上吸附的钙、镁离子置换出来，代之以新的可交换离子。钠离子交换用食盐（NaCl）再生、氢离子交换用盐酸（HCI）或硫酸（H2SO4）再生。钠离子交换最大优点是不出酸性水，但不能脱碱。 三、实验材料和设备

1、离子交换柱：可用酸滴管代替(50mL酸滴管) ；2、铁架台、固定夹一套；3、医用软胶管(乳胶管)；4、

图1

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烧杯、量筒：100mL 2只；5、锥形瓶：250mL、500mL 各2只；6、移液管：10mL、20mL 各2支；7、自由夹：6只；8、2m钢卷尺1个；9、食盐数百克。 四、实验步骤及记录

1．熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用； 2．测原水硬度，测量交换柱内径及树脂层高度； 3．将交换柱内树脂反洗数分钟，以去除树脂层的气泡。

4．软化。运行流速采用15m/h，每隔10min测一次水硬度，测两次并进行比较。 5．改变运行流速。流速分别取20、25、30m/h，每个流速下运行5min，测出水硬度。

6．反洗。冲洗水用自来水．反洗流速采用15m/h，反洗时间15min。反洗结束后保持水面高于树脂表面10cm左右。

7．再生。再生流速采用 3～5m/h。调节定量投再生液瓶出水阀门开启度大小以控制再生流速。再生液用毕时，将树脂在盐液中浸泡数分钟。

9．清洗。清洗流速采用15m/h，每5 min测一次出水硬度，有条件还可测氯根，直至出水水质符合要求时为止。清洗时间约需50min。

10．清洗完毕结束实验，交换柱内树脂应浸泡在水中。

表3-51原水硬度及实验有关数据

原水硬度（以CaCO3计）(mg/L) 交换柱内径(cm) 树脂层高度(cm) 树脂名称及型号 运行流速(m/h) 15 15 20 25 30 注意事项

表3-52交换实验记录

出水硬度（以CaCO3运行流量(L/h) 运行时间(min) 计(mg/L)） 10 10 5 5 5 1．反冲洗时注意流量大小，不要将树脂冲走。 2．再生溶液没有经过过滤器，宜用精制食盐配制。 成果整理

1．绘制不同运行流速与出水硬度关系的变化曲线。 2．绘制不同清洗历时与出水硬度关系的变化曲线。

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实验十二 活性污泥沉降性能测定

一、实验目的

活性污泥是指充满了大量微生物及有机物和无机物的絮状泥粒。它具有很大的表面积和强烈的吸附和氧化能力，沉降性能良好。活性污泥生长的好坏，与其所处的环境因素有关，而活性污泥性能的好坏，又直接关系到废水中污染物的去除效果。为此。水质净化厂经常要通过观察和测定活性污泥的工作状况，从而预测处理出水的好坏。本实验的目的： （1）了解评价活性污泥性能的四项指标及其相互关系。 （2）掌握 SV、SVI、MLSS、MLVSS 的测定和计算方法。 二、实验原理

活性污泥的评价指标一般有生物相、混合液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、污泥体积指数（SVI）和污泥龄等。

混合液悬浮固体浓度（MLSS）又称混合液污泥浓度。它表示曝气池单位容积混合液内所含活性污泥固体物的总质量，由活性细胞（Ma），内源呼吸残留的不可生物降解的有机物（Me）、入流水中生物不可降解的有机物（Mi）和入流水中的无机物（Mii）4 部分组成。混合液挥发性悬浮固体浓度 （（MLVSS） 表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度，即由 MLSS 中的前三项组成。活性污泥净化废水靠的活性细胞（Ma），当 MLSS 一定时，Ma 越高，表明污泥的活性越好，反之越差。MLVSS 不包括无机部分（Mii），所以用其来表示活性污泥的活性数量上比 MLSS 为好，但它还不真正代表活性污泥微生物（Ma）的量。但测定方法简单易行， 也能够在一定程度上表示相对的生物量因此广泛用于活性污泥处理系统的设计、运行。对于生活污水和以生活污水为主体的城市污水，MLVSS 与 MLSS 的比值在 0.75 左右。性能良好的活性污泥，除了具有去除有机物的能力以外。还应有好的絮凝沉降性能。这是发育正常的活性污泥所具有的特性之一。也是二沉池正常工作的前提和出水达标的保证。活性污泥的絮凝沉降性能，可用污泥沉降比（SV）和污泥体积指数（SVI）这两项指标

来加以评价。污泥沉降比是指曝气池混合液在 100mL 量筒中沉淀 30min，污泥体积和混合液体积之比，用百分数（%）表示。活性污泥混合液经 30min沉淀后，沉淀污泥可接近最大密度，因此可用 30min 作为测定污泥沉降性能的依据。一般生活污水和城市污水的 SV 为15%~30%。污泥体积指数（SVI）是指曝气池混合液经过 30min 沉淀后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以 mL计，即 mL/g。 污泥沉降性能较差；如 SVI较小，污泥颗粒密实，污泥老化，沉降性能好。但如 SVI过低，则污泥矿化程度高，活性及吸附性能都较差。一般来说，当 SVI<100 时，污泥沉降性能良好；当 SVI=100~200 时，沉降性能一般；而当 SVI>200 时，沉降性能较差，污泥易膨胀。一般城市污水的 SVI在 100 左右。

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三、实验装置与材料

1、生物曝气池；2、电子分析天平；3、烘箱；4、马弗炉；5、量筒：100mL；6、锥形瓶：250mL若干；7、短颈漏斗：若干；8、称量瓶：40×70mm，若干。9、瓷坩埚：50mL若干；10干燥器：1 只。 四、实验步骤

1、将 12.5cm 的定量中速滤纸折好并放入已编号的称量瓶中，在 103~105℃的烘箱中烘 2h，取出称量瓶，放入干燥器中冷却 30min，在电子天平上称重，记下称量瓶编号和质量m1(g)。

2、将已编号的瓷坩埚放入马弗炉中，在 600℃温度下灼烧 30min，取出瓷坩埚，放入干燥器冷却 30min，在电子天平上称重，记下坩埚编号和质量 m2（g）。

3、用100mL量筒量取曝气池混合液 100mL（V1） ，静置沉淀 30min，观察活性污泥在量筒中的沉降现象，到时记录下沉淀污泥的体积 V2（mL） 。

4、从已知编号和称重的称量瓶中取出滤纸，放置到已插在 250mL三角瓶瓶上的玻璃漏斗中，将测定过沉降比的 100mL量筒内的泥水全部倒入漏斗，过滤(用水冲净量筒，水也倒入漏斗)。

5、将过滤后的污泥连滤纸放入原称量瓶中，在烘箱 103~105℃烘至恒重（2h），取出称量瓶，放入干燥器中冷却 30min，在电子天平上称重，记下称量瓶编号和质量 m3（g）。 6、取出称量瓶中已烘干的污泥和滤纸，放入已编号和称重的坩埚中，在电炉上炭化后，置于马弗炉中，于 600℃下灼烧至恒重。取出瓷坩埚，放入干燥器中冷却 30min，在电子天平上称重，记下坩埚编号和质量 m4（g）。 五、实验结果整理

1、实验数据记录：参考表1记录实验数据。 表1 活性污泥评价指标实验记录表 实验日期：____________

称量瓶质量/g 编号 m1 m3 m3-m1 编号 瓷坩埚质量/g m2 m4 m4-m2 挥发分质量/g (m3-m1)-(m4-m2) 2、污泥沉降比计算：SV=

V2 V13、混合液悬浮固体浓度计算：

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MLSS(g/L)=

(m3-m1)1000

V14、污泥体积指数计算：

SVI=

SV(mg/L)

SV(mg/L)5、混合液挥发性悬浮固体浓度计算：

SVI=

(m3-m1)-(m4-m2)

v110-3六、实验结果与讨论

1、测污泥沉降比时，为什么要规定静止沉淀30min？ 2、污泥体积指数SVI的倒数表示什么？为什么可以这么说？

3、当曝气池中MLSS一定时，如发现SVI大于200，应采用什么措施？为什么？ 4、对于城市污水来说，SVI大于200或小于50各说明什么问题？

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实验十三 间歇活性污泥（SBR）法

一、实验目的

序批式活性污泥法简称SBR法，是早期充排式反应器（Fill-Draw）的一种改进，随着自动控制水平的提高，SBR法又引起人们的重新重视。SBR法一般具有投资费用少，运行灵活，沉积分离效果好，耐冲击负荷等优点，适合于水量较小的污水处理。

通过本试验要达到下述目的：

（1）了解间歇式活性污泥法的基本特点和运行操作方法；

（2）加强对活性污泥法动力学基本概念的理解，掌握动力学参数测定方法。 二．试验原理

间歇性活性污泥法是一种非稳态的方法，其运行过程包括充水、反应、沉淀、排水（排泥）及闲置等五个阶段（如图1所示）。从污水流人到闲置结束构成一个周期，在每个周期里，上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。

图1 SBR工艺的操作过程

一、实验目的

1、了解SBR反应器的基本构造；

2、了解SBR反应器进行培菌、驯化的过程； 3、了解SBR反应器正常的运转管理过程

4、观察活性污泥生物相，学会采集工艺设计参数（如：反应器中溶解氧、COD浓度的变化等）。

二、实验内容与方案

1、进行培菌、驯化

培菌是使微生物的数量增加，达到一定的污泥浓度。驯化是对混合微生物群进行淘汰和诱导，不能适应环境条件和处理废水特性的微生物被淘汰或抑制，使具有分解特定污染物活性的微生物得到发育。活性污泥的培菌和驯化在实验前由实验教师完成。

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2、运行SBR反应器

整体SBR运行周期包括5个步骤：

a. 进水期：采用限量曝气的短时间进水方式（进水时也可不曝气）；

b. 反应期：开始曝气，使活性污泥处于悬浮状态，曝气时间3h。当反应器内污泥均匀分布时，取一定的水样测定活性污泥浓度；

c. 沉淀期：停止曝气，静置1h；

d. 排水排泥期：利用滗水器排水到反应器的约1/2处，用排泥管排出适量污泥，用时0.5h；

e. 闲置期。

3、反应时间对COD去除的影响和溶解氧变化规律的观察

短时间进水（有实验员提前准备水样）以后开始计时，每隔0.5h测一次水样COD和DO值填入下表并分析反应时间对COD去除的影响规律。

实验曝气量 时间（h）

原水

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

出水

COD（mg/L） DO（mg/L）

4、曝气量对COD去除的影响（可选项）

不同的小组在曝气阶段采用不同的曝气量，几个小组（如4个）之间互用数据，分析曝气量对污水处理效果的影响（分析比较一个周期完成后反应器出水的COD值）

5、出水水质指标检测

测定出水的pH值： ；COD： mg/L；悬浮物（SS）： mg/L。 6、观察活性污泥生物相

在闲置期取少量剩余污泥制成涂片，在显微镜下观察活性污泥生物相。（只用文字描述） 三、实验设备与材料（或样品）

1、SBR反应器装置 2、COD测定仪 3、取样管 4、pH计 5、溶解氧测定仪 四、实验基本要求

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1、全面了解SBR反应器的结构和运行周期； 2、学会测定活性污泥浓度、COD、pH值、溶解氧； 3、整理实验数据、分析单因素对实验结果的影响规律； 4、掌握污泥负荷、容积负荷和去除负荷计算方法； 5、按要求编写实验报告。 五、实验报告要求

1、绘制溶解氧浓度与反应时间之间的变化关系曲线； 2、绘制反应时间与COD去除率或者出水浓度的关系曲线； 3、绘制曝气量与COD去除率或者出水浓度的关系曲线； 4、计算反应器的污泥负荷和容积负荷； 5、描述污泥中微生物的镜检结果。

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实验十四 连续流活性污泥法

一、实验目的

了解全混合活性污泥系统的结构特征、运行方式和废水处理功效等。 二、实验原理

构成活性污泥法有三个基本要素，一是引起吸附和氧化分解作用的微生物；二是废水中的有机物，也是微生物的食料；三是溶解氧。作为一个有效的处理工艺，还必须使微生物，有机物和氧充分接触，只有密切的接触，才能相互作用。因而在充氧的同时，必须使混合液悬浮固体处于悬浮状态。充氧和混合是通过曝气设备来实现。曝气的好坏决定了活性污泥法的能耗和处理的效果。要达到好的效果，曝气设备的选择还必须和曝气池的构造相配合。

曝气池实质上是一个反应器，按池型主要分为推流式和完全混合式以及二池结合型三大类。完全混合曝气池的池型可以为圆型也可以为方型或矩型，可以和沉淀池分建和合建，因此可以分为分建式和合建式。分建式虽然不如合建式用地紧凑，且需专设的污泥回流设备，但运行上便于调节控制，可以灵活操作，出水水质易于保证。

本实验模型为分建式完全混合曝气池（如图11-1）。

混合池 曝气池 二沉池 出水

废水水 污泥回流 污泥排放 图11-1 完全混合活性污泥系统

三、实验装置与材料

1、曝气池：1 套；2、蠕动泵1台；3、烘箱：1 台；4、量筒：100mL若干；5、锥形瓶：250mL若干；6、称量瓶：40×70mm，若干。 四、实验步骤

（1）废水活性污泥法处理设计：废水性质、系统有机负荷、废水处理率及固体和水力停留时间等参数的确定。

（2）系统启动：配制污水，投入活性污泥种，曝气、调节气量，按水力停留时间调节进水流量。

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（3）系统运行：通过测试废水（进水和出水）的SV（%）、t（℃）、pH、COD等指标，平价系统运行特征。

（4）改变系统有机负荷，考察废水处理效果。 五、实验结果整理 （1）实验数据记录： （2）废水各指标变化特征： 六、结果与讨论

多组同学采用不同的原水或不同的有机负荷进行运行，综合起来可以发现一定的规律。

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实验十五 还原法处理酸性含铜废水实验

一、实验目的与要求

1、掌握还原法的基本原理与操作工艺

2、了解水合肼还耗法处理酸性含铜废水的影响因素，并掌握其还原的最佳条件。 3、掌握排放水含铜量的分析方法。 二、基本原理

水合肼又称水合联氨，是一种无色透明的液体，呈弱碱性，在酸性溶液中以N2H3+形式存在，是强氧化剂，在碱性溶液中是强还原剂，因此，在碱性条件下N2H4与Cu(OH)2起作用Cu2+还原为Cu+而成土黄色的Cu2O沉淀，其反应如下：

CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4 Cu（NO3）3+2NaOH=Cu（OH）2↓+2NaNO3 4Cu（OH）2+N2H4=2Cu2O↓+6H2O+N2↑

该还原反应是固——液相反应，从动力学分析可知，强化反应的途径是采取措施消除固膜，加快扩散速度。

从上述反应可知，用水合胼做还原剂的主要优点是不引进其它离子，即便于铜回收利用，又可以使处理后排放水中含铜达到排放标准（含Culmg/L），同时水合胼本身也较稳定，不易分解，贮存方便。

影响水合胼还原的铜的主要原因，溶液PH值，反应时间、水合胼浓度和添加剂，澄清时间及废水中含铜浓度和杂质离子等，必须通过实验掌握其最佳条件。

三、实验方法 1、原液与试剂

（1）废水原液为酸性含铜废水，含Cu200～220mg/L，PH＝2～3。 （2）2%NaOH溶液。

（3）水合胼浓度：2%N2H4·H2O溶液。 2、设备

采用的设备为磁力搅拌器，溶液PH值采用广范试纸（PH1～14测定）。 3、操作方法

先量取200毫升原液废水于500毫升烧杯中，并放置于磁力搅拌器上，开动搅拌器用适当转速进行搅拌，在搅拌条件下用2%NaOH溶液调节到所需反应的PH值范围内，然后准确加入1毫升2%N2H4溶液（用1毫升移液管量取），并记下时间，从此开始继续搅拌20分钟，在还原反应过程中要注意观察溶液中沉淀物颜色的变化和搅拌器运转情况，当反应20分钟之后，关闭搅拌器，取下玻璃烧杯澄清五分钟后过滤，取滤液分析其含铜量。

固定条件：每次实验加入2%N2H4溶液1毫升 反应时间20分钟 澄清时间5分钟

变化条件：改变溶液PH值进行实验 PH值：6、7、8、9 四、实验结果与讨论 1、实验记录

2、实验结果分析及讨论

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实料液验(ml) 号 加入2%NaOH(ml) 加入2%N2H4 (ml) PH值 反应时间(分) 料液含Cu (mg/L) 排放水水质 PH Cu(mg/L) 沉淀的 颜色 附：铜的测定——铜试剂比色法 一、原理

Cu2+与二乙基二硫氨基甲酸钠在PH＝4～11条件下，生成黄棕色的胶体络合物，其色稳定1小时。

二、试剂

1、二乙基二氨基甲酸钠溶液（铜试剂）：0.1%。

2、硫酸铜标准溶液：称取0.3920纯CuSO4·5H2O溶于蒸馏水中，稀释到100毫升；吸出10.0毫升，用蒸馏水稀释到1000毫升，则此溶液1.00毫升含0.010毫克的铜。

3、酒石酸钾钠溶液：50%。 4、氢氧化铵溶液1：5。

5、淀粉溶液：0.25%（此液应新配制） 三、分析步骤

吸取排放水样溶液2ml置于50ml容量瓶中，加水约20ml，酒石酸钾钠0.5ml，NH4OH溶液2.5ml，淀粉溶液0.5ml，边摇边加入铜试剂2.5ml，用水稀释到刻度，混匀，以试剂空白为参比液，用2cm比色皿在430毫微米长下测定其吸光度。

标准曲线的绘制：

用50ml容量瓶6只，分别加入0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5ml硫酸铜标准溶液，加水约20ml，如同上述方法显色，测定吸光度，绘制标准曲线。

2标准曲线上查得Cu含量(mg)501000 计算：Cu2+（毫克/升）＝

被测水样的体积(毫升)2注：配制试剂，标准溶液和稀释水皆用玻璃蒸馏器的蒸馏出的蒸馏水，普通蒸馏水大多用铜蒸馏器蒸馏，常含有相当数量的铜。

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实验十六 废水的可生化性实验

一、实验目的

1、鉴定工业废水中有机物被微生物降解的可能性，降解程度以及进入生化处理构筑物的允许浓度，以便选用工业废水的处理方法和确定工艺流程。

2、了解并掌握工业废水可生化性的实验方法和设备仪器。 二、实验原理

本实验是通过测定活性污泥的呼吸速度来考察某种废水生物处理的可能性。

在活性污泥系统中，微生物降解有机物所消耗的氧量是用于氧化分解有机物合成为细胞，以及供微生物进行内源呼吸的需要量。

如：

总需氧量＝降解有机物，合成细胞所利用的氧量+微生物内源呼吸所利用的氧量。 其需氧速度可以下式表示：

dododoDFt dtdtdt其中：doD＿＿总的需氧速度； dt doF＿＿降解有机物，合成新细胞的耗氧速率； dt dot――微生物内源呼吸速率。 dt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，亦消耗水中的溶解氧，溶解氧的吸收量与废水中有机物浓度有关。开始时，间歇生物反应器有机物浓度较高，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，最后等于内源呼吸速率。若废水中某一种或几种成分对微生物的生长有毒害或有抑制作用，微生物降解有机物的速度便停止或减慢，其利用氧的速度亦停止或减慢。

因此，可以通过测定活性污泥的呼吸速率，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某废水生物处理的可能性的最大允许浓度。

三、实验装置及仪器设备 1、活性污泥反应器 2、溶氧测定仪 3、磁力搅拌器 4、溶氧瓶 5、秒表

四、操作步骤

1、取城市污水厂曝气池出口处活性污泥混合液，搅拌均匀后，倒入活性污泥槽中（6升）曝气1～2小时。

2、校正溶氧仪，测定混合液的呼吸速度，检查槽内污泥浓度，如果相同，便可开始

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实验。

3、虹吸法吸去活性污泥槽内上清液4升。（作内源呼吸除外） 4、加污水及苯酚。

按下列要求投加食料和间一甲酚

组 别 原生污水（升） 间一甲酚（mg/L） 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 4 4 4 4 4 0 40 120 200 400 5、曝气5分钟

6、第一次取样（记下时间）

（1）取满一瓶混合液，盖好塞子，以免空气中氧进入。 （2）置于搅拌器中搅拌。

（3）每隔30秒测一次氧值，当两次溶解氧值接近时，可间隔1分钟测一次，测10分钟（溶解氧基本不变时）结束，每次水样的呼吸速度测定后，仍将水样倒入原活性污泥槽内，以免实验水样减少影响后面的测定工作。

7、每隔30分钟取一次样，共测四次。

8、然后开始是每隔1小时取一次样，测二次。 五、数据处理。

1、求

do值。 dt溶氧值（mg/L） 测定时间（分钟） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 … 10 取样时间 8.00 8.00 9.00 10.00 10.00 …

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2、绘制

do－t曲线 dt用几何近似求面积法，求出耗氧量

绘制O2利用－ｔ关系曲线

t (时) 0 A 0.5 B 1.0 C 1.5 D 2.0 E …… …… do dtdo dt（平均） 氧 累 计 值

0 AB 2AB×0.5 2BC 2BC×0.5 2CD 2CD×0.5 2DE 2DE×0.5 2…… 0 ……

除了本组测定结果外，应将其它五个组的氧吸收累计值用－ｔ曲线同时绘在一个坐标纸

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上以便进行分析。

各组测定结果汇总表 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 1 2 3 4 5 6 六、问题讨论

通过六个组的曲线，分析上述含酚废水的可生化性。

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