水處理實(shí)驗(yàn)講義（2011gs版).jsp.ppt

水處理實(shí)驗(yàn),2011年10月,水處理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的與任務(wù),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析，加深對(duì)水處理基本概念、現(xiàn)象、規(guī)律與基本原理的理解；掌握一般水處理實(shí)驗(yàn)技能和儀器、設(shè)備的使用方法，具有一定的解決實(shí)驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題的能力；學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和組織實(shí)驗(yàn)的方法；學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定、分析與處理，從而能得出切合實(shí)際的結(jié)論；培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。,水處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作（）理論準(zhǔn)備工作（）實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試儀器準(zhǔn)備（）測(cè)試步驟與記錄表格的準(zhǔn)備（）人員分工實(shí)驗(yàn)（）儀器設(shè)備的安裝與調(diào)試（）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告（）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理（）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析處理、結(jié)論、問(wèn)題討論(預(yù)習(xí)報(bào)告),水處理：給水處理排水處理,城市給水處理工藝流程,工業(yè)水處理：工業(yè)用水通常包括工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水、冷卻用水等，不同用途的水，水質(zhì)要求不同，處理工藝不同。通常先用混凝沉淀、過(guò)濾等預(yù)處理方法去除天然水中的懸浮物、膠體物構(gòu)成的水的濁度，再根據(jù)需要采用離子交換、軟化、除鐵等方法去除以離子和分子狀態(tài)存在于水中的溶解鹽類（如硬度、鐵等）,城市生活污水處理工藝流程,排水處理,工業(yè)廢水處理：各類廢水依水質(zhì)特點(diǎn)而采用不同處理工藝,啤酒廠廢水處理工藝：啤酒廢水可生化性好，常用好氧生物處理工藝,染料染色廢水：一般采用物化處理工藝,目錄,實(shí)驗(yàn)一自由沉淀實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二過(guò)濾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三混凝實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四曝氣充氧實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五活性炭吸附實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六氣浮實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七綜合水處理實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一自由沉淀實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與整理,沉淀:借重力作用從液體中除去固體懸浮顆粒的過(guò)程。懸浮顆粒分為:一為離散顆粒(在沉淀過(guò)程中,顆粒保持其原始的大小形狀,彼此間不發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象)；一為絮凝顆粒(在整個(gè)沉淀過(guò)程中由于絮凝作用而不斷結(jié)成新的、粒度較大、沉淀較快的顆粒，而使原始的顆粒不復(fù)存在）。,根據(jù)水中懸浮物性質(zhì)和濃度，沉淀過(guò)程可分為四類,自由沉淀,絮凝沉淀,壓縮沉淀,成層沉淀,自由沉淀:懸浮物濃度低，離散性顆粒、互不干擾，沉速不變。（等速）,絮凝沉淀：懸浮顆粒濃度不高,具絮凝性,沉淀過(guò)程中顆粒凝聚變大,沉速變大.沉速是一變速.,成層沉淀：懸浮物濃度較高，顆粒有凝集性，顆粒間互相干擾、牽扯形成層狀物整體下沉，清濁界面明顯，沉速即為界面下沉的速度。,壓縮沉淀：懸浮物濃度很高，顆?；ハ嘟佑|支撐，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間的水被擠出，顆粒被壓縮。,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)的方法，學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、計(jì)算和繪制顆粒自由沉淀曲線；2.加深理解沉淀的基本概念和雜質(zhì)的沉降規(guī)律。,二、實(shí)驗(yàn)原理,濃度較稀的、粒狀顆粒的沉淀屬于自由沉淀，其特點(diǎn)是靜沉過(guò)程中顆?；ゲ桓蓴_、等速下沉、其沉速在層流區(qū)符合斯篤克斯公式:由于水中顆粒的復(fù)雜性，顆粒粒徑、顆粒比重很難或無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)定，因而沉淀效果、特性無(wú)法通過(guò)公式求得而是通過(guò)靜沉實(shí)驗(yàn)確定由于自由沉淀時(shí)顆粒是等速下沉，下沉速度與沉淀高度無(wú)關(guān)，所以自由沉淀可在一般沉淀柱內(nèi)進(jìn)行，但其直徑應(yīng)足夠大，一般應(yīng)大于100mm以免顆粒沉淀受柱壁干擾.,若在一水深為H的沉淀柱內(nèi)進(jìn)行自由沉淀實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，沉淀時(shí)間為零，此時(shí)沉淀柱內(nèi)懸浮物分布是均勻的，每個(gè)斷面上顆粒的數(shù)量與粒徑的組成相同，水樣中懸浮物濃度為C0（mg/L）,此時(shí)沉淀去除率為零。當(dāng)沉淀時(shí)間為ti時(shí)，能夠從水面到達(dá)和通過(guò)取樣口斷面的顆粒最小沉速為：ui即為ti時(shí)間內(nèi)從水面下沉到池底（實(shí)驗(yàn)中為取樣點(diǎn)）的最小顆粒di所具有的沉速。此時(shí)取樣點(diǎn)處水樣懸浮物濃度為Ci，而去除率0，表示具有沉速uui(粒徑ddi)的顆粒去除率：,反映了ti時(shí)，未被去除的顆粒即ddi的顆粒所占的百分比。,實(shí)際上沉淀時(shí)間ti內(nèi)，由水中沉至柱底的顆粒是由兩部分顆粒組成，即usui的那部分顆粒能全部沉到柱底。除此之外，顆粒沉速usui的那部分顆粒，也有一部分能沉到柱底。這是因?yàn)?，這部分顆粒雖然粒徑很小，沉速usui但是這部分顆粒并不都在水面，而是均勻地分布在整個(gè)沉淀柱的高度內(nèi)，因此，只要在水面以下，它們下沉到池底所用的時(shí)間能少于或等于具有沉速ui的顆粒由水面降到池底所用的時(shí)間ti，那么這部分顆粒也能從水中被去除。沉速usui的那部分顆粒雖然有一部分能從水中去除，但其中也是粒徑大的沉到柱底的多，粒徑小的沉到柱底的少，各種粒徑顆粒去除率并不相同。因此若能分別求出各種粒徑的顆粒占全部顆粒的百分比，并求出該粒徑顆粒在時(shí)間ti內(nèi)能沉到柱底的顆粒占本粒徑顆粒的百分比，則二者乘積即為此種粒徑顆粒在全部顆粒中的去除率。如此分別求出usui的那些顆粒的去除率，相加后，即可得到這部分顆粒的去除率。,u關(guān)系曲線圖,P是當(dāng)選擇的顆粒沉速由u降至u時(shí)，整個(gè)水中所能多去除的那部分顆粒的去除率，也就是所選擇的要去除的顆粒粒徑由d1減到d2時(shí)，此時(shí)水中所能多去除的，即粒徑在d1d間的那部分顆粒所占的百分比。因此當(dāng)P間隔無(wú)限小時(shí)，則dP代表了小于d1的某一粒徑d占全部顆粒的百分比。這些顆粒能沉到柱底的條件，應(yīng)是由水中某一點(diǎn)沉至柱底所用的時(shí)間，必須等于或小于具有沉速為ui的顆粒由水面沉至柱底所用的時(shí)間，,即應(yīng)滿足：由于顆粒均勻分布，又為等速沉淀，故沉速uxui的顆粒只有在x水深以內(nèi)才能沉到柱底。因此能沉到柱底的這部分顆粒，占這種粒徑的百分比為.而：此即為同一粒徑顆粒的去除率。取u0=ui，且為設(shè)計(jì)選用的顆粒；沉速us=ux,則有：由上述分析可見(jiàn)，dPS反映了具有us的顆粒占全部顆粒的百分比，而us/u0則反映了在設(shè)計(jì)沉速為u0的前提下，具有沉速us（u0）的顆粒去除量占本顆?？偭康陌俜直取Ｒ虼耍赫欠从沉嗽谠O(shè)計(jì)沉速為u0時(shí)，具有沉速為us的顆粒所能被去除的部分占全部顆粒的比率。利用積分求解這部分usu0的顆粒的去除率，則為：,故顆粒的總?cè)コ蕿椋汗こ讨谐Ｓ孟率接?jì)算：顆粒沉速ui一定時(shí),增加沉淀池表面積可以提高去除率。當(dāng)沉淀池容積一定時(shí)，池身淺些則表面積大些，去除率可以高些，淺池理論，（斜板、斜管沉淀池的發(fā)展基于此理論。）,三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備,四、實(shí)驗(yàn)步驟,內(nèi)容:每組做兩根不同水深的沉淀柱。啟動(dòng)水泵把調(diào)配好的水樣送入高位水箱；測(cè)定原水樣懸浮物含量：取兩個(gè)100ml水樣過(guò)濾、烘干、稱重；開(kāi)啟沉淀柱進(jìn)水閥門(mén)，當(dāng)水上升到1.9m處，關(guān)進(jìn)水即記錄沉淀實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間；經(jīng)過(guò)5、10、20、30、40、60分鐘分別在取樣口（1#柱取樣口距水面1.4m,2#柱取樣口距水面1.1m)取樣一次，記錄沉淀柱內(nèi)液面高度，每次取樣250ml左右,分兩個(gè)100ml（平行樣）過(guò)濾、烘干、稱重（第二天來(lái)稱）。觀察懸浮顆粒沉淀特點(diǎn)、現(xiàn)象。,103105烘干的總不可濾殘?jiān)鼞腋∥锏臏y(cè)定,總不可濾殘?jiān)☉腋∥颯S）是指不能通過(guò)濾器的固體物。當(dāng)用濾紙法或石棉坩堝法測(cè)定時(shí)，由于濾孔大小對(duì)測(cè)定結(jié)果有很大影響，兩種方法所得結(jié)果與濾膜法有差異，報(bào)告結(jié)果時(shí)應(yīng)注明測(cè)定方法。石棉坩堝法通常用于測(cè)定含酸或堿濃度較高的水樣的懸浮物。濾膜(紙）法用濾膜（或中速定量濾紙）過(guò)濾水樣，經(jīng)103105烘干后得到懸浮物含量。步驟：（1）將1張濾膜放在稱量瓶中，打開(kāi)瓶蓋，每次在103105烘干2h，取出放入干燥器內(nèi)，放冷后蓋好瓶蓋稱重，直至恒重為止（兩次稱重相差不超過(guò)0.0005g）。（2）分取除去漂浮物后，振蕩均勻的適量水樣（使含總不可濾殘?jiān)笥?.5mg），通過(guò)上面稱至恒重的濾膜過(guò)濾，用蒸餾水沖洗殘?jiān)?-5次。如樣品中含油脂，用10ml石油醚分兩次淋洗殘?jiān)?。?）小心取下濾膜，放入原稱量瓶?jī)?nèi)，在103105烘箱中，打開(kāi)瓶蓋，每次烘2h取出，放入干燥器內(nèi)，放冷后蓋好瓶蓋稱重，直至恒重為止。計(jì)算式中：A總不可濾殘?jiān)?濾膜及稱量瓶重（g）；B濾膜及稱量瓶重（g）；V水樣體積（ml）注意：樹(shù)枝、水草等漂浮雜質(zhì)應(yīng)從水樣中去除。廢水粘度高時(shí)，可加2-4倍蒸餾水稀釋，振蕩均勻，待沉淀物下降后再過(guò)濾。濾紙法方法原理、步驟和計(jì)算與濾膜法相同。采用中速定量濾紙為濾料，用前應(yīng)先用蒸餾水洗濾紙，以除去可溶性物質(zhì)，再烘干至恒重。,注意事項(xiàng)：1、水樣注入沉淀柱速度要適中,不能太快，要避免速度過(guò)快造成柱內(nèi)水體紊動(dòng),影響靜沉實(shí)驗(yàn)效果。但也不能太慢，以免水中一些較重顆粒實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前發(fā)生沉淀。2、每次取樣前觀察水面高度H0，記錄（）。開(kāi)啟取樣口取樣時(shí)，先排除取樣管中積水再取樣。3、取樣間隔時(shí)間的長(zhǎng)短可根據(jù)原水樣懸浮物含量調(diào)整,如果原水樣懸浮物含量較低時(shí)，可把取樣時(shí)間拉長(zhǎng)。4、測(cè)定懸浮物時(shí)，因顆粒較重，要充分?jǐn)噭虿⑦厰囘叺谷肓客?，以保證兩個(gè)平行水樣的均勻性，殘留在管壁的顆粒要用蒸餾水洗入過(guò)濾。5、由于有較多的樣，注意記錄稱量瓶號(hào)、水樣號(hào)等的對(duì)應(yīng)。,五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與整理,1、實(shí)驗(yàn)記錄2、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)整理3、懸浮物去除率的計(jì)算,1實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)：實(shí)驗(yàn)日期年月日水樣性質(zhì)及來(lái)源：沉淀柱內(nèi)徑d=mm柱高H=原水樣懸浮物含量C0=mg/L水溫：,2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理,3、以顆粒沉速ui為橫坐標(biāo)，以Pi為縱坐標(biāo)，在格紙上繪制Pu關(guān)系曲線。4、利用圖解法列表（表1-1-）計(jì)算不同沉速時(shí)，懸浮物的去除率,5、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，以為縱坐標(biāo)，分別以u(píng)及t為橫坐標(biāo)，繪制u，t關(guān)系曲線。,自由沉淀實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)明操作流程,稱量空白濾紙（連稱量瓶）整理量筒、漏斗等采樣用具開(kāi)泵分別上水至沉降柱1.9米處關(guān)泵、記時(shí)5、10、20、30、40、60分鐘不同采樣口分別采樣過(guò)濾烘干稱重（第二天）,實(shí)驗(yàn)二過(guò)濾實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)步驟,過(guò)濾技術(shù),過(guò)濾技術(shù)選擇和利用多孔的過(guò)濾介質(zhì)（濾料截面）使水中的雜質(zhì)得到分離的固液分離過(guò)程。常與混凝、沉淀結(jié)合使用，不僅能有效地降低水的濁度，且能去除某些有機(jī)物和細(xì)菌、病毒。生活飲用水處理和作為工業(yè)水處理的預(yù)處理過(guò)程。,膜分離技術(shù),膜分離技術(shù)是指在某種推動(dòng)力作用下，利用特定膜的透過(guò)性能，達(dá)到分離水中離子或分子以及某些微粒的目的。以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)有反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)。膜組件的形式有管式、板式、卷式和中空纖維式等。,HVM膜表面過(guò)濾特點(diǎn),過(guò)濾時(shí)液體中的懸浮物被全部截留在HVM膜的表面，濾清液通過(guò)膜孔自中空的管式膜中部排出。因膜孔細(xì)小不會(huì)因顆粒物穿入膜內(nèi)部使過(guò)濾能力下降當(dāng)膜表面集聚了大量固體物質(zhì)使過(guò)濾流量下降時(shí)過(guò)濾器給予膜輕微反沖，由于膜具有極佳的不粘性和非常小的摩擦系數(shù)，同時(shí)沒(méi)有顆粒深入膜內(nèi)部，濾餅將完全脫離膜表面，有效地收集了液體中的固體顆粒,膜分離圖譜,純水,內(nèi)壓式和外壓式膜組件,內(nèi)壓式,外壓式,(一)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、濾料篩分2、清潔砂層過(guò)濾水頭損失實(shí)驗(yàn)3、濾層反沖洗實(shí)驗(yàn)4、污水過(guò)濾實(shí)驗(yàn)（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解濾料的級(jí)配方法；2、掌握清潔砂層過(guò)濾時(shí)水頭損失計(jì)算方法和水頭損失變化規(guī)律；3、掌握反沖洗濾層時(shí)水頭損失計(jì)算方法；4、初濾水的濁度變化。,一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與目的,、為了取得良好的過(guò)濾效果，濾料應(yīng)具有一定級(jí)配。濾料級(jí)配是指將不同大小粒徑的濾料按一定比例加以組合，以取得良好的過(guò)濾效果。我們用一套孔徑為0.2-2mm的篩子篩分濾料試樣，選取合適的粒徑級(jí)配。通過(guò)d10、d80、k80這些指標(biāo)來(lái)反映濾料的級(jí)配狀況。、過(guò)濾是具有孔隙的物料層截留水中雜質(zhì)從而使水得到澄清的工藝過(guò)程。當(dāng)濾速不高，清潔濾層中水流屬層流時(shí)，水頭損失與濾速成正比，兩者成直線關(guān)系；當(dāng)濾速較高時(shí),即水頭損失增長(zhǎng)率超過(guò)濾速增長(zhǎng)率。3、為了保證濾后水質(zhì)和過(guò)濾濾速，當(dāng)過(guò)濾一段時(shí)間后，需要對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗，使濾料層在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)工作能力。反沖洗開(kāi)始時(shí)承托層、濾料層未完全膨脹，相當(dāng)于濾池處于反向過(guò)濾狀態(tài)，當(dāng)反沖洗進(jìn)度增大后，濾料層完全膨脹，處于流態(tài)化狀態(tài)。根據(jù)濾料層膨脹前后的厚度便可求出膨脹率。,二、實(shí)驗(yàn)原理,三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備,1、過(guò)濾裝置2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器皿：過(guò)濾柱：有機(jī)玻璃d=100mmL=2000mm一根測(cè)壓板、測(cè)壓管一套篩子孔徑0.2-2mm，中間不少于4檔1組托盤(pán)天平(500g/0.1g)、烘箱、量筒、容量瓶、比重瓶、干燥器、鋼尺、溫度計(jì)等,四、實(shí)驗(yàn)步驟,1、濾料篩分2、清潔砂層過(guò)濾水頭損失實(shí)驗(yàn)3、濾層反沖洗實(shí)驗(yàn)4、渾水過(guò)濾實(shí)驗(yàn),1、濾料篩分,稱取洗凈并105烘干的濾料200g；用孔徑0.12.0mm的一組篩子過(guò)篩，稱出留在各篩號(hào)上的砂重（精確到0.1g）；所有各篩余重量與底盤(pán)中剩余試樣重量之和與篩分前的試樣總重相比，其差值不應(yīng)超過(guò)1%；記入表2-1注意：用篩子篩分濾料時(shí)不要用力拍打篩子,濾料篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表2-1濾料篩分記錄表實(shí)驗(yàn)日期：,濾料篩分曲線,2、清潔砂層過(guò)濾水頭損失實(shí)驗(yàn),3、濾層反沖洗實(shí)驗(yàn),4、渾水過(guò)濾實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先測(cè)量出濾柱內(nèi)徑、濾料層高度。1）、將濾料進(jìn)行反沖洗以便去除濾層內(nèi)的氣泡；2）、降低柱內(nèi)水位高度，開(kāi)過(guò)濾泵，待柱內(nèi)水位保持穩(wěn)定，按濾速15ml/min的速度投加絮凝劑；3）、通入渾水，開(kāi)始過(guò)濾，濾速控制為40L/h左右，過(guò)濾后按表2-4進(jìn)行記錄；4）、過(guò)濾結(jié)束，進(jìn)行反沖洗，觀察反沖洗出水的情況并測(cè)定它的濁度。注：加藥直接過(guò)濾時(shí)，不可先開(kāi)來(lái)水后投藥，以免影響過(guò)濾水質(zhì)。,過(guò)濾實(shí)驗(yàn)記錄表2-4,混凝劑：原水水溫：,根據(jù)表2-4繪制以過(guò)濾歷時(shí)為橫坐標(biāo)，出水濁度為縱坐標(biāo)的曲線,實(shí)驗(yàn)三混凝實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解混凝劑的作用，掌握混凝劑最佳投藥量、最佳pH確定實(shí)驗(yàn)的方法。,混凝技術(shù)混凝技術(shù)的對(duì)象是水中的懸浮物和膠體物質(zhì),其關(guān)鍵技術(shù)是選擇和投加適當(dāng)?shù)幕炷巹?經(jīng)混凝過(guò)程使水中的懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體,然后通過(guò)澄清、沉淀進(jìn)行分離。影響絮凝效果的因素有：水體的PH值混凝劑投加量混凝劑種類水溫水力條件,合成高分子絮凝劑（陰離子、陽(yáng)離子、非離子型）,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備及材料四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟,1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察混凝現(xiàn)象，加深對(duì)混凝理論的理解；2、學(xué)會(huì)選擇和確定最佳混凝工藝條件的基本方法；3、了解影響混凝過(guò)程的相關(guān)因素。,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?天然水體中存在大量懸浮物，懸浮物的形態(tài)是不同的，大顆粒懸浮物可在自身重力作用下沉降；另一種是膠體顆粒，是使水產(chǎn)生渾濁的一個(gè)重要原因，膠體顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹サ?。因?yàn)樗心z體顆粒微小、主要是帶負(fù)電的粘土顆粒，膠粒間存在著靜電斥力、膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)、膠粒表面的水化作用，使膠粒具有分散穩(wěn)定性。因此可在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來(lái)破壞膠體的穩(wěn)定性，并提供膠粒碰撞的動(dòng)能，使廢水中的膠體和細(xì)小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去。消除或降低膠體顆粒穩(wěn)定因素的過(guò)程叫脫穩(wěn)。脫穩(wěn)后的膠粒，在一定的水力條件下，才能形成較大的絮凝體，俗稱礬花。直徑較大且較密的礬花容易下沉，自投加混凝劑直至形成礬花的過(guò)程叫混凝。,二、實(shí)驗(yàn)原理,三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備及材料,1、設(shè)備混凝試驗(yàn)攪拌器、濁度計(jì)、酸度計(jì)、磁力攪拌器各1臺(tái)2、器皿燒杯量筒注射針筒50ml錐形瓶溫度計(jì)移液管3、試劑鹽酸10%FeCl3溶液10g/LNaOH溶液10%聚合氯化鋁溶液10g/L硫酸鋁溶液10g/L,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟,1、最佳投藥量實(shí)驗(yàn)步驟2、最佳pH值實(shí)驗(yàn)步驟,1、最佳投藥量實(shí)驗(yàn)步驟,水樣中加入FeCl3后未加混凝劑的原水形成的礬花,加入聚鋁前后沉淀10分鐘的對(duì)比,二、最佳pH值實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)四曝氣充氧實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)步驟五、結(jié)果整理,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、加深理解曝氣充氧的機(jī)理及影響因素；2、掌握測(cè)定曝氣設(shè)備的氧總傳遞系數(shù)和充氧能力的方法；3、測(cè)定兩種不同形式的曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa(20)、氧利用率EA、動(dòng)力效率EP，并進(jìn)行比較。,二、實(shí)驗(yàn)原理,（分子擴(kuò)散）,界面,機(jī)械曝氣主要是表面曝氣，按轉(zhuǎn)軸的方向分豎軸和臥軸表曝機(jī)，按轉(zhuǎn)速分低速和高速。表曝機(jī)供氧攪拌有3條途徑:,橡膠膜微孔曝氣器氧轉(zhuǎn)移系數(shù),評(píng)價(jià)曝氣設(shè)備充氧能力的試驗(yàn)方法有兩種：1、間歇非穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)：即試驗(yàn)時(shí)一池水不進(jìn)也不出，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水中溶解氧濃度是隨時(shí)間變化的，由零增到飽和濃度；2、連續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)下的試驗(yàn)：即試驗(yàn)時(shí)池內(nèi)連續(xù)進(jìn)出水，水中溶解氧濃度保持不變。目前國(guó)內(nèi)外多用間歇非穩(wěn)態(tài)測(cè)定法，即向池內(nèi)注滿所需水后，先用亞硫酸鈉為脫氧劑，氯化鈷為催化劑，進(jìn)行脫氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝氣，直至溶解氧升高到接近飽和。液體中溶解氧的濃度C是時(shí)間的函數(shù)，曝氣后每隔一定時(shí)間t測(cè)定水中溶解氧濃度，利用上式計(jì)算La值，或以虧氧值（CsCt）為縱坐標(biāo)，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖，直線斜率即為KL,KLa,(CsC)與t的關(guān)系曲線（半對(duì)數(shù)坐標(biāo)）,三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備,四、實(shí)驗(yàn)步驟,1、用自來(lái)水進(jìn)行葉輪表面曝氣充氧試驗(yàn)2、用自來(lái)水進(jìn)行鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣充氧試驗(yàn),1、用自來(lái)水進(jìn)行葉輪表面曝氣充氧試驗(yàn),1、確定曝氣池內(nèi)測(cè)定點(diǎn)（或取樣點(diǎn)）位置。在平面上測(cè)定點(diǎn)可以布置在三等分池子半徑的中點(diǎn)和終點(diǎn)，在立面上布置在離池面和池底0.3m處，以及池子一半深度處共取12個(gè)測(cè)定點(diǎn)（或9個(gè)測(cè)定點(diǎn)）。在實(shí)驗(yàn)室用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)時(shí)，只要一個(gè)測(cè)定點(diǎn)。2、曝氣池內(nèi)注入自來(lái)水，并進(jìn)行曝氣，數(shù)小時(shí)（0.5-1h）后，用溶解氧儀測(cè)定試驗(yàn)條件下自來(lái)水的溶解氧飽和濃度CS和水溫，繼續(xù)曝氣。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)水體積、CS計(jì)算COCl2和Na2SO3的需要量。4、將COCl2和Na2SO3溶解后直接投加在曝氣葉輪處，使其迅速擴(kuò)散、反應(yīng)。5、待溶解氧降到零后開(kāi)始上升時(shí)，計(jì)時(shí)測(cè)定測(cè)定點(diǎn)的溶解氧濃度，并作記錄，直到溶解氧達(dá)到飽和值時(shí)結(jié)束試驗(yàn)（開(kāi)始每0.5min讀數(shù)一次，后面間隔時(shí)間可增加）。6、重復(fù)試驗(yàn)一次。,2、用自來(lái)水進(jìn)行鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣充氧試驗(yàn),1、向池內(nèi)注入清水至所需水位，預(yù)曝氣，測(cè)定水中溶解氧值，根據(jù)水的體積計(jì)算池內(nèi)溶解氧量。2、計(jì)算COCl2和Na2SO3的投藥量。3、將進(jìn)氣流量調(diào)小，將COCl2和Na2SO3溶解后由倒入池內(nèi)，攪拌均勻，測(cè)定水中溶解氧，當(dāng)水中溶解氧為零后，調(diào)大供氣閥門(mén)開(kāi)始曝氣，當(dāng)溶解氧開(kāi)始上升時(shí)記錄時(shí)間，同時(shí)每隔一定時(shí)間（開(kāi)始0.5min，后面間隔時(shí)間可增加）讀數(shù)記錄一次溶解氧值，直到溶解氧達(dá)到飽和值時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。4、實(shí)驗(yàn)中記錄氣量(L/h)、室溫，注意觀察曝氣時(shí)池內(nèi)現(xiàn)象。5、更換不同的曝氣頭后，再進(jìn)行14步驟實(shí)驗(yàn)。,注意事項(xiàng),注意調(diào)試溶解氧測(cè)定儀，使用前標(biāo)定零點(diǎn)及滿度溶解氧測(cè)定儀探頭的位置對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大，要保持位置的固定不變，探頭應(yīng)保持與被測(cè)溶液有一定相對(duì)流速，一般在cm/s，測(cè)試中應(yīng)避免氣泡和探頭直接接觸，引起數(shù)顯跳動(dòng)影響讀數(shù),五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理,結(jié)果整理,充氧實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)明操作流程,讀Cs值測(cè)水體積加Na2SO3去氧曝氣、記錄DO,實(shí)驗(yàn)五活性炭吸附實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)步驟,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、加深理解吸附的基本原理；2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解活性炭的吸附工藝及性能，熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作；3、掌握用“間歇”法、“連續(xù)流”法確定活性炭處理污水的設(shè)計(jì)參數(shù)的方法及活性炭吸附公式中常數(shù)的確定方法。,吸附技術(shù),吸附技術(shù)一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面的過(guò)程，可以發(fā)生在氣液、氣固和液固兩相之間。水處理中主要討論物質(zhì)在水與固體吸附劑之間的轉(zhuǎn)移過(guò)程。吸附劑:許多多孔的固相物質(zhì)可作為吸附劑.活性炭、木屑、活化煤、焦炭、吸附樹(shù)脂。,影響吸附的因素：吸附劑性質(zhì)、被吸附物質(zhì)的性質(zhì)、吸附過(guò)程的操作條件等。,二、實(shí)驗(yàn)原理,固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí)，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面，這就是吸附。活性炭吸附劑就是利用活性炭的固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附作用，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的?；钚蕴康奈阶饔卯a(chǎn)生于兩個(gè)方面：物理吸附化學(xué)吸附活性炭的吸附是物理、化學(xué)二種吸附綜合作用的結(jié)果。聚積而被吸附，同時(shí)也有一些被吸附物質(zhì)由于分子的運(yùn)動(dòng)而離開(kāi)活性炭表面，重新進(jìn)入水中即同時(shí)發(fā)生解吸現(xiàn)象。當(dāng)吸附和解吸處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，即單位時(shí)間內(nèi)活性炭吸附的數(shù)量等于解吸的數(shù)量時(shí)，此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度和在活性炭表面的濃度均不再變化，達(dá)到了平衡，稱為吸附平衡。此時(shí)被吸附物質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度?；钚蕴康奈侥芰σ晕搅縬e表示:式中qe活性炭吸附量，即單位重量的吸附劑所吸附的溶質(zhì)的量，mg/g；V污水體積，L；C0、Ce吸附前原水中溶質(zhì)濃度和吸附平衡時(shí)水中的溶質(zhì)濃度，mg/L；m活性炭投量，g。,由于活性炭?jī)?nèi)部分子在各個(gè)方向都受著同等大小的力而在表面的分子則受到不平衡的力,這使其他分子吸附于其表面上,活性炭與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)鍵的作用,在溫度一定的條件下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高，兩者之間的變化曲線稱為吸附等溫線，即將平衡吸附量qe與相應(yīng)的平衡濃度Ce作圖得吸附等溫線，描述吸附等溫線的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為吸附等溫式。,等溫吸附式,式中qe-吸附容量，mg/gK-Freundlich吸附系數(shù)，與吸附比表面積、溫度有關(guān)的系數(shù)；n-與溫度有關(guān)的常數(shù)，n1Ce-被吸附物質(zhì)平衡濃度（mg/L）,K、n值的求法；通常通過(guò)間歇式活性炭吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)得qe、Ce一一對(duì)應(yīng)值，將等溫吸附式變換成線性對(duì)數(shù)關(guān)系式，再用圖解方法求出。,將qe、Ce相應(yīng)值點(diǎn)繪在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，所得直線的斜率為1/n，截距為k。當(dāng)1/n值越小活性炭吸附性能越好，一般認(rèn)為當(dāng)1/n=0.10.5時(shí)，水中欲去除雜質(zhì)易被吸附；1/n2時(shí)難于吸附。當(dāng)1/n較小時(shí)多采用間歇式活性炭吸附操作，當(dāng)1/n較大時(shí)，適宜采用連續(xù)式活性炭吸附操作。,連續(xù)流活性炭吸附性能可用勃哈特(Bohart)和亞當(dāng)斯(Adams)關(guān)系式表達(dá)因1,則上式等號(hào)右邊括號(hào)內(nèi)的1可忽略不計(jì),工作時(shí)間t為活性炭的臨界深度H0：當(dāng)工作時(shí)間t=0時(shí)，能使出水溶質(zhì)濃度小于CB的炭層理論深度。其值可推出：炭柱的吸附容量（N0）和流速常數(shù)（K），可通過(guò)連續(xù)流活性炭吸附實(shí)驗(yàn)并利用式3tH線性關(guān)系回歸或作圖法求出。,式中t工作時(shí)間,h;v流速,m/h;H活性炭層厚度,m;K流速常數(shù),L/(mg.h)N0吸附容量,即達(dá)到飽和時(shí)被吸附物質(zhì)的吸附量,mg/L;C0進(jìn)水中被吸附物質(zhì)濃度mg/L;CB允許出水溶質(zhì)濃度,mg/L。,活性炭吸附標(biāo)準(zhǔn)曲線,吸附等溫曲線n=0.93k=0.12,三、實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備,1、實(shí)驗(yàn)裝置2、間歇性吸附采用三角燒杯內(nèi)裝入活性炭和水樣進(jìn)行振蕩的方法；3、連續(xù)流式采用有機(jī)玻璃柱內(nèi)裝活性炭；4、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器儀表振蕩器THZ82型1臺(tái)pH計(jì)pHS型1臺(tái)活性炭柱、活性炭、水樣調(diào)配箱、恒位箱、光度計(jì)、溫度計(jì)、水泵等,四、實(shí)驗(yàn)步驟,一、間歇式吸附實(shí)驗(yàn)步驟1、取100ml水樣，測(cè)定原水的濃度，測(cè)出原水的pH及溫度。2、在個(gè)三角燒杯中分別放入、100、200、300、400、500mg粉狀活性炭，加入150ml水樣，放入振蕩器振蕩30分鐘。3、過(guò)濾各三角燒杯中水樣，并測(cè)定濃度，記入表5-1。,注意：間歇吸附實(shí)驗(yàn)所求得的qe如果出現(xiàn)負(fù)值，則說(shuō)明活性炭明顯地吸附了溶劑，此時(shí)應(yīng)調(diào)換活性炭或調(diào)換水樣,二、連續(xù)流吸附實(shí)驗(yàn)步驟1、配制水樣，使其含適量的被吸附物質(zhì)，并測(cè)出原水的溶質(zhì)濃度；2、在活性炭吸附柱中，各裝入炭層厚200g活性炭；3、啟動(dòng)水泵，將配制好的