水污染控制工程试验报告

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1、水污染控制工程实验报告（环境工程专业适用）2014年至2015年第1学期班级11环境1班姓名吴志鹏学号1110431108指导教师高林霞同 组 者 汤梦迪 刘林峰 吴渊 田亚勇/茹茹程德玺02014年4月实验一曝气设备充氧性能的测泄1 实验二 静宜沉淀实验5 实验三混凝实验8 一、实验目的15实验一曝气设备充氧性能的测定一、实验目的1掌握表而曝气叶轮的氧总传质系数和充氧性能测定方法2. 评价充氧设备充氧能力的好坏。二、实验原理曝气是指人为地通过一些机械设备，如鼓风机、表而曝气叶轮等，使空气中的氧从气相向 液相转移的传质过程。氧转移的基本方程式为：d /dt=KLa 丫 广丿（1）式中d /dt

2、：氧转移速率，mg/ （Lh）：Kia：氧的总传质系数，h1；s：实验条件下自来水（或污水）的溶解氧饱和浓度，mg/L：:相应于某一时刻t的溶解氧浓度mg/L,曝气器性能主要由氧转移系数匕、充氧能力0C、氧利用率Ea、动力效率Ep四个主 要参数来衡量。下而介绍上述参数的求法。（1）氧转移系数将（1）式积分，可得ln（ s- ）=- Lat + 常数（2）此式子表明，通过实验测泄s和相应与每一时刻十的溶解氧浓度后，绘制ln（ s-） 与十关系曲线，英斜率即为另一种方法是先作十曲线，再作对应于不同 值的切线， 得到相应的d /dt,最后作d /d十与 的关系曲线，也可以求出。（2）充氧性能的指标

3、充氧能力（OC）:单位时间内转移到液体中的氧量。表面曝气时：OC （kg/h） = Ktat 2oc） s mV（3）Klo+ 2oc. = KLat 1.0242。t（T：实验时的水温）sm二s （咖 1.013 IO实验时的大气压（Pa）V：水样体积 充氧动力效率（Ep）：每消耗1度电能转移到液体中的氧量。该指标常被用以比较 各种曝气设备的经济效率。Ep （kg/kWh） =0C/N（4）式中：理论功率，采用叶轮曝气时叶轮的输出功率（轴功率,kW）- 氧转移效率（利用率，Ea）：单位时间内转移到液体中的氧量与供给的氧量之比。Ea=（OC/S）100%（5）S供给氧，kg/h.三、实验步骤在

4、实验室用自来水进行实验。（1）向模型曝气池注入自来水至曝气叶轮表而稍高处，测出模型池内水体积V（L）,并 记录。（2）启动曝气叶轮，使英缓慢转动（仅使水流流动），用溶解氧仪测立自来水温和水中 溶解氧，并记录。（3）根据值计算实验所需要的消氧剂Na2SO3和催化剂CoCb的量。CoCNCI2SO3 + I/2O2 一 04（6）（4）根据上式，每去除lmg的溶解氧，需要投加7.9mg Na2SO3o因此，根据池子体积与自来水的溶解氧浓度，可以计算岀Na2SO3的理论需要量。实 际投加疑应为理论值的150%-200%.实际投加量 Wi 二 V 7.9（150-200% ） kg 或 g催化剂CoC

5、H的投加量按维持池子中的钻离子浓度为0.050.5 mg/左右，英计算方法 如下：催化剂 CoCI2 的投加量 W2 = V 0.5129.9/58.9（5）将消氧剂Nq2SO3和催化剂CoCl2用水溶解后投放在曝气叶轮处（6）待溶解氧读数为零时，加快叶轮转速（此时曝气充氧），定期（0.5-lmin）读岀 溶解氧数值（）并记录，直到溶解氧不变时（此即实验条件下的s）,停止实脸。三、实验装置及试剂1、实验装置图见下2、本实验所需要的仪器及药品1）空压机；2）曝气简；3）搅拌器；4）秒表；5）分析天平：6）烧杯：7）亚硫酸（Na2SO3-7H2O）： 8）氯化钻（CoCl2-6H20）五. 实验数

6、据记录1. 实验原始数据记录（1）记录实验设备及操作条件的基本参数： 模型池内径D二3472cm,髙度H二0.28 m,水体积二0.0265 m3 水温16.6 C,实验室条件下自来水的=7.66 mgL4 电动机功率 测泄点位置 消氧剂Na2SO3投加量3.2g，催化剂CoCb投加M 0.029g（2）记录不稳左状态下充氧实验测龙得到的溶解氧数值。t/min2L6810121416182022240133244R7wRpJ/ (mg-L4).96.32.21.82.35.69.93.08.2.25.28.28 200 r/min、300 r/min、350 r/min、400 r/min 搅

7、拌 20 分钟。3. 关闭搅拌机，静止沉淀lOmin,用50mL注射针简抽出饶杯中的上清液(约100mL) 放入200mL烧杯中，立刻用浊度测量仪测量浊度(每杯水样测量三次)，同时记录于表3 中。注意事项(1) 整个实验采用同一水样，而且取水样时要搅拌均匀，要一次量取，以尽量减少取 样浓度上的误差。(2) 要充分冲洗加药管，以免药剂沾在加药管上太多，影响投药量的精确度。(3) 取反应后上淸液时，要用相同的条件取，不要把沉下去的矶花搅起来。四、实验装置与试剂1、实验装置图2、实验所需要的试剂(I) 无级调速六联搅拌机1台。(3) 光电浊度计1台。(5) lOOOmL 烧杯 6 个。(2) pH

8、计 1 台。温度计1支，秒表1块。(6) 1000毫升量筒1个。(7) ImL. 2ml、5mL, 10mL 移液管各 1 支。(8) 200ml烧杯1个，吸耳球等。(刃1 %FeCb溶液500mL。(10)实验用原水(配制)。(II) 注射针筒。(12) 10%的NaOH溶液和10%HCl溶液500mL各1瓶五. 实验数据记录1 实验原始数据记录(-)最佳投药量实验结果记录把原水特征、混凝剂投加情况、沉淀后的浊度记入表仁表1最佳投药量实验记录原水温度 20 C：浊度52.0； pH 7.54:使用混凝剂的种类、浓度FcCL31/100水样编号12345678混凝剂加入量(ml)2.56951

9、316.52(矶花形成时间(min)沉淀水浊度(NTU)38.522.62618.510.79.2沉淀水浊度(NTU)38.423.225.518.78.18.6沉淀水浊度(NTU)36.223.623176.39.2备注快速搅拌min转速r/min中速搅拌min转速r/min慢速搅拌min转速r/min沉淀时间(二)最佳pH值实验结果记录把原水特征，混凝剂加注咼.酸减加注情况及沉淀水浊度记录入表2中。表2最佳pH值实验记录原水温度_ C 原水浊度 56.0；使用混凝剂的种类.浓度 165mLFeCLal/lOO水样编号1234567810%HCl投加量(ml)10%NoOH投加量(ml)pH

10、值11混凝剂加注量(ml)256951316.520沉淀水浊度(NTU)38.522.62618.510.79.2沉淀水浊度(NTU)38.423.225.518.78.18.6沉淀水浊度(NTU)36.223.623176.39.2备注1快速搅拌min转速r/min2中速搅拌min转速r/min3慢速搅拌min转速r/min4沉淀时间(min)(三)混凝阶段最佳速度梯度实验结果记录把原水特征，混凝剂加注咼.pH及搅拌速度记录入表3中。水样编号12345678pH值7.547.547.547.547.547.54混凝剂加注量(ml)16.516.516.516.516.516.5快速 搅拌中速

11、 搅拌慢速速度 /r-min500500500500500500时间/min111111搅拌速度 梯度 G/s-i沉淀 水浊度 (NTU)速度 /r-min-200300350400时间/min-20202020速度 /r-min50100-时间/min2020-快速I1速慢速平均15.539.399.7172.1211.7253.412.90.46.42444.820.10.4624.1430.90.76.22.63.61平均1.30.56.22.53.93.3六. 数据整理及结果分析（用坐标纸绘制或者计算机画图粘贴）（1）以沉淀水浊度为纵坐标，混凝剂加注疑为横坐标，绘制浊度与药剂投加量关系

12、曲 线，并从图中求出最佳混凝剂投加量。（2）以沉淀水浊度为纵坐标，水样pH值为横坐标绘出浊度与pH值关系曲线，从图 上求出所投加混凝剂的混凝最佳pH值及其适宜范用。（3）以沉淀水浊度为纵坐标、速度梯度G为横坐标，绘出浊度与速度梯度G的关系曲线，并从图上求出混凝阶段适宜的速度梯度6浊度浊度由上图可知，当PH为7.35时,浊度最小，即混凝效果最好，此时的投加量为16.5ML 没有投加酸和碱。浊度由图可知，混凝阶段适宜的速度梯度为15.5S-1七. 实验分析实验中存在较大的误差，在每次取的水样 的状态都不是一样的，而且每一桶的水样上下的浊度也看起来不 一样，从而影响了最后的结果。实验四测定污泥比阻实

13、验一、实验目的1了解污泥比阻的含义：2.掌握测定污泥比阻的实验方法。二、实验原理污泥比阻为单位过滤而积上单位干重滤饼所具有的阻力。原理：在过滤过程中，滤饼的厚度随时间的增加而增加，滤液量也不断增加，二者成一 龙比例。过滤推动力为外压克服滤饼和过滤介质的阻力后的压力差。污泥比阻越大，过滤越 难，它可用来判断污泥机械脱水性能的综合指标，越大越难机械脱水。只有当污泥的比阻3.9)X1012m/kg时，对机构脱水较为经济。为了降低污泥的比 阻，采用向污泥中投加混凝剂、助凝剂的化学调审去，使污泥凝聚，提高并脫水性。t / - ip r u Lt * R f通过分析可以得出卡们方程：芦十一过滤时间sA过滤

14、而积m2式中：v滤液体积m3p过滤压力kg/m2U滤液动力粘度kg.s/m215W-过滤单位体积的滤液在过滤介质上截留的|二固体重量kg/m3 r一比阻m/kg单位过滤而积上单位干重滤饼所具有的阻力Rf过滤介质阻抗1/ m2上式如以v-t/v作图如下：欲求r，则先作图求b,汁算如下：由定义:w二(Q(rQf).Ck/Qf液体物料平衡关系：Qo=Qf+Qk(2)固体物物料平衡关系：Qo.Co=Qf.Cf+Qk.Ck(3)式中：Qo、Co原污泥量(mL)与原污泥中固体物浓度g/mL：Qf、Cl滤液量(mL)与滤液中固体物浓度g/mLQk、Ck一滤饼量(mL)与滤饼中固体物浓度g/mL由(2).(3

15、)式得 =，代入w定义中，因Cf”O所以，w二CoG(Ck(c.r)Co)。三、实验步骤1. 将一滤纸编号，在10511CTC烘箱中烘干至恒重，并称苴质量为mi；2. 在布氏滤斗中放置已称重得滤纸，用蒸馅水喷湿3. 开启真空泵，把量筒中抽成负压，使滤纸紧贴滤斗，关闭真空泵；4. 把100mL化学调节好得污泥倒入滤斗中，再次开启真空泵,使压力恒立：5. 控制通气阀使压力表维持恒定的压力，进行污泥脱水过程；6. 记录5个不同时间的滤液量：7. 当滤饼上出现龟裂片或者滤液达到80mL时滤液的体积Vi,停止试验， 并以此衡量污泥脱水性能；8. 轻轻取下滤纸，放入烘干箱中烘干至恒重，称其质量为m2，计算

16、Ck:(m2-mi)/Vi(或 80mL),与 Co=(m2-mi)/100mLo四、实验装置图1.阖定扶架2,计量備3抽吒接管4布氏漏斗5.吸滤筒6.真空泵7真空表 欽调节阀$放空阀10-覆蹩料管11磺棹皮管2、实验所需要的试剂1）活性污泥，100ml； 2）滤纸：3）量筒100凶，2个等。五、实验数据记录1.实验原始数据记录滤液量与时间记录表T/min1234567891i01滤液呈:/mL911.523.325.23139.745.3515738.53.实验数据处理+/V-V的关系与Co.CkV/mL911.523.325.23139.745.35157637&5T/V(min.mL40

17、0000000000).111.173.129.158.161.151.155.157.158.159.141Co0.08300830.0830.0830.0830.0830.0830.0830.0830.0830.083Ck0.1060.1060.1060.1060.1060.1060.1060.1060.1060.1060.106六、flF图（用坐标纸或者臼卜算机画图粘S）与计算。1 绘制十/VV图，求出b值，由w、u、p、A求出污泥比阻rT/V(min. nL-1)+ T/V(miiLinL-l)线性(T/UGnimnLT)由图可知斜率 b 为 0.0002, w 为 0.383, A 为 50.24cm2, u 是 lOOPa.sr 是 0.03Mpa#求得 r 为 2.34xl05m/kg.七、实验分析实验误差主要是因为，我们组所用的污泥太粘稠，一是没有达到要求的 澄清水的量，二是在抽滤的过程中较难得到滤液，这个实验抽滤了好久，隔一段 时间测岀的数据变化不明显，进而影响了实验。17