水質(zhì)工程學實驗報告

.實驗一曝氣充氧實驗一、實驗目的（1）掌握氧轉(zhuǎn)移機理及影響要素。（2）學會圖解法求曝氣設施氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa方法。（3）認識掌握曝氣設施清水充氧性能的測定方法。二、實驗原理活性污泥辦理過程中氧氣設施的作用是使氧氣、活性污泥、營養(yǎng)物三者充分混淆，使污泥處于懸浮狀態(tài)，促進氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到活性污泥上，保證微生物有足夠的氧進行物質(zhì)代謝。因為氧的供應是保證生化辦理過程正常進行的主要要素，所以工程設計人員往常經(jīng)過實驗來評論曝氣設施的供氧能力。依據(jù)氧轉(zhuǎn)移基本方程dcKLa(csc)積分整理后，所獲得的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)表dt達式為KLa2.303lncsc0。tcsct式中：KLa——總轉(zhuǎn)移系數(shù)，h-1；——曝氣時間，h；cs——飽和溶解氧濃度mg/L；c0——曝氣筒內(nèi)初始溶解氧濃度mg/L，本實驗中t=0時，c0=0；ct——t時刻曝氣筒內(nèi)溶解氧濃度mg/L；.環(huán)境1101肖竹天11233022整理得lncsc0KLat，以lncsc0為縱坐標，t為橫坐標繪制直線，通csct2.303csct過圖解法求得直線斜率能夠確立KLa值。本實驗采納間歇非穩(wěn)態(tài)法，即實驗過程中不進水也不出水的清水實驗對充氧性能進行測定。三、實驗設施與儀器（1）溶解氧側(cè)定儀。（2）空氣壓縮機。（3）曝氣筒，內(nèi)徑18.5cm，有效水深為2.2m。（4）攪拌器。（5）秒表。（6）剖析天平。四、實驗用試劑（1）脫氧劑：無水亞硫酸鈉。（2）催化劑：氧化鉆(0.1mg/L)。五、實驗操作步驟（1）向曝氣筒中注入清水至2.2m，取水樣測得水中溶解氧值5.66mg/L，并依據(jù)溶解氧濃度公式確立水中溶解氧量：Vd2H(18.5)2359.1L44100GCV5.66（2）計算脫氧劑無水硫酸鈉用量其反響式為環(huán)境1101肖竹天11233022由方程式得O2321，即亞硫酸鈉的用量能夠由下式計算2Na2SO42528g(1.1~1.5)G8，此中（1.1~1.5）為安全系數(shù)，往常取1.5，則g1.5G81.5334.50684014.072mg4.014g（3）計算催化劑用量。所用催化劑濃度為0.1mg/L，則加入催化劑量為5.91mg。（4）將所得的脫氧劑與催化劑加入曝氣筒內(nèi)充分混淆后，反響10min左右測DO值。（5）當水樣脫氧至零后，開始正常曝氣，計時每隔1、2、3平分鐘取樣一次，在現(xiàn)場測定DO值，直至水中溶解氧值不再增添，飽和溶解氧為12.62mg/L。（6）記錄數(shù)據(jù)。六、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果整理依據(jù)公式計算不一樣時刻lncsc0的值，并將計算數(shù)據(jù)填入下表，以lncsc0為csctcsct縱坐標，t為橫坐標繪制直線，經(jīng)過圖解計算斜率方法，求出KLa值。曝氣充氧實驗計算數(shù)據(jù)t/minct(mg/L)lncsc0csct10.430.03529.361.3542.511.562.477312.223.4523.512.434.196環(huán)境1101肖竹天11233022412.494.576512.545.061612.484.501曝氣充氧實驗所得關系圖則由圖能夠看出，KLa0.676，KLa=1.57h-1。2.303七、思慮題1.簡述曝氣在活性污泥生物辦理法中的作用。答：曝氣的作用主要有：充氧?；钚晕勰喾ㄊ抢煤醚趸钚晕勰噢k理污水的一種生物辦理方法，其原理就是利用微生物在好氧條件下的氧化分解和代謝去除水中有機污染物。所以，充氧很重要。攪拌混勻作用。曝氣能夠使活性污泥散布平均，進而使去除率更高。環(huán)境1101肖竹天112330222.簡述曝氣充氧原理及影響氧轉(zhuǎn)移要素。答：曝氣充氧是指人為經(jīng)過一些設施，強迫加快向水體中傳達氧氣，使空氣中的氧氣、活性污泥和污染物三者充分混淆，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，促進氧氣從水相移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到活性污泥上，保證微生物有足夠的氧進行物質(zhì)代謝。影響要素有曝氣水水質(zhì)，曝氣水水溫，氧分壓，氣液間接觸面積和時間，水的紊流程度等。3.剖析曝氣的種類和各自特色。答：曝氣方法主要有三種，即鼓風曝氣、機械曝氣、鼓風機械曝氣。鼓風曝氣是在鼓風機的作用下，經(jīng)過空氣擴散，在水中形成不一樣尺寸的氣泡。氣泡經(jīng)上漲和隨水流動，最后在液面處破碎，在這一過程中產(chǎn)生氧向混淆液中轉(zhuǎn)移的作用。機械曝氣采納機械裝置在驅(qū)動力作用下使混淆液充分攪動，促進氧的轉(zhuǎn)移。鼓風機械曝氣是以上二者的聯(lián)合。4.氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的意義是什么？答：表征曝氣池中溶解氧濃度從開端提升到飽和所需要的時間。氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)表達式為KLa2.303lncsc0tcsct。5.鼓風曝氣設施與機械曝氣設施充氧性能指標有何不一樣？答：(1)動力效率Ep：即每耗費1kw·h電能轉(zhuǎn)移到混淆液中的氧量，單位是kgO2(kW·h)。氧的利用率EA：經(jīng)過鼓風曝氣轉(zhuǎn)移到混淆液中的氧量，占總供氧量的百環(huán)境1101肖竹天11233022分比(％)。氧的轉(zhuǎn)移效率EL：也稱充氧能力，經(jīng)過機械曝氣裝置，在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混淆液中的氧量，單位是kg／h。往常用動力效率和氧的利用率兩項指標評判鼓風曝氣設施的性能，而用動力效率和氧的轉(zhuǎn)移效率兩項指標評判機械曝氣設施的性能。最基本的差別以下：鼓風曝氣設施；布氣平均、氧轉(zhuǎn)移率高、能耗低、攪拌成效略差些。機械曝氣設施；布氣不勻、氧轉(zhuǎn)移率低、能耗大、攪拌成效好一些。實驗二污泥吸附性能的測定一、實驗目的（1）經(jīng)過實驗加深對活性污泥活性的理解。（2）學會對污泥吸附性能的實驗測定及計算方法。二、實驗原理活性污泥是活性污泥法污水辦理系統(tǒng)中的主體作用物質(zhì)，活性污泥的性能優(yōu)劣，對活性污泥辦理系統(tǒng)的凈化成效起著決定性的影響，所以，只有活性污泥反應器——曝氣池中的活性污泥擁有很高的活性才能有效地降解水中的有機污染物，達到凈化水體的目的。往常，活性好的活性污泥從外觀上看呈黃褐色絮絨顆粒狀，所以，它又被稱為“生物絮凝體”。它主假如由棲息在活性污泥上的大批微生物齊集而成。往常來講，性能優(yōu)秀的活性污泥應當擁有很強的吸附性能和凝環(huán)境1101肖竹天11233022聚沉降性能。因為活性污泥擁有很大表面積，當活性強的活性污泥（往常活性污泥上的微生物處于內(nèi)源呼吸器）與污水接觸時，就會在較短時間內(nèi)，將污水中呈懸浮和膠體狀的有機污染物凝集吸附在自己表面，進而使有機物獲得去除，即所謂的“初期吸附去除”。在此階段COD含量會急劇降落，但接下來COD含量略有高升，這是因為吸附在活性污泥表面的部分非溶解性小分子從頭回到污水中造成的。此時，活性污泥微生物進入營養(yǎng)節(jié)余的“壯齡”階段，因此微生物處于分別狀態(tài)，這也進一步促進COD值上漲，而跟著活性污泥凈化反響的不停進行，有機物不斷被降解，COD值又遲緩降落。整個過程可由圖1表示。圖1活性污泥吸附曲線三、實驗儀器及設施秒表、量筒（100ml）、錐形瓶、磁力攪拌器、溶氧儀、污泥離心濃縮機四、實驗用試劑50g/L的葡萄糖溶液，濃縮污泥、蒸餾水五、實驗步驟（1）將活性污泥濃縮脫水后去除上清液。環(huán)境1101肖竹天11233022（2）取80ml污泥于錐形瓶中，再加入200ml葡萄糖溶液。（3）將溶氧儀探頭放進錐形瓶內(nèi)，保持探頭與錐形瓶的接口處密封，記下0min時的溶解氧讀數(shù)。（4）翻開磁力攪拌器攪拌混淆液，每隔0.5min讀一次數(shù)，記錄下溶解氧的變化。（5）同時做比較實驗，取280ml蒸餾水重復上述操作，并記錄數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)見下表。（6）繪制吸附曲線見下列圖。L/gm氧解溶OD污泥吸附

清水時間

t/minDOmg/l

DOmg/l環(huán)境1101肖竹天112330220.510.776.601.010.376.381.510.136.312.09.926.292.59.736.343.09.616.393.59.436.304.09.216.274.58.956.265.08.716.265.58.536.316.08.316.286.58.146.227.07.926.167.57.726.258.07.486.228.57.276.229.07.076.209.56.926.2210.06.746.2010.56.546.2011.06.206.30環(huán)境1101肖竹天1123302211.55.836.3912.05.516.3912.55.236.2513.04.986.2113.54.796.2714.04.576.3614.54.346.3215.04.116.1815.53.926.3016.03.706.1716.53.516.2217.03.296.2017.53.096.1818.02.866.1818.52.636.1819.02.466.2019.52.316.1920.02.206.1820.52.106.2021.02.066.2121.52.046.2222.01.976.22環(huán)境1101肖竹天1123302222.51.896.2323.01.826.2323.52.066.2324.02.196.2524.52.086.2525.02.016.2625.52.026.2626.01.876.2626.51.606.2727.01.526.2727.51.516.2728.01.406.2828.51.346.2929.01.296.2929.51.266.2830.01.236.28實驗三污泥沉降性能的測定一、實驗目的（1）掌握污泥吸附性能、污泥沉降比、污泥指數(shù)的測定及計算方法。環(huán)境1101肖竹天112330222）加深對活性污泥的積淀特色和規(guī)律的認識。二、實驗原理活性污泥是活性污泥法污水辦理系統(tǒng)中的主體作用物質(zhì)，活性污泥性能的好壞，對活性污泥辦理系統(tǒng)的凈化成效起著決定性的影響，所以，只有活性污泥反應器—曝氣池中的活性污泥擁有很高的活性才能有效地降解水中有機污染物，達到凈化水體的預約目標。往常，活性好的活性污泥從外觀上呈黃褐色絮絨顆粒狀，所以，它又往常被稱作“生物絮凝體”。它主假如由棲息在活性污泥上大批的微生物齊集而成。往常來講，性能優(yōu)秀的活性污泥應當擁有很強的吸附性能和凝集積淀性能。在工程上人們也常經(jīng)過測定污泥吸附或積淀性能來判斷污泥活性。一般應用以下兩個指標來評論活性污泥的沉降性能:①污泥沉降比（SettlingVelocity），簡稱為SV污泥沉降比又稱為30min沉降率。它是指混淆液在量筒中靜置30min后所形成的積淀污泥的容積V占原混淆液容積V0的百分率，以百分數(shù)表示，即SV=100V/V0（%）污泥沉降比不僅在必定程度上反應了活性污泥的沉降性能，還可以夠反應曝氣池運轉(zhuǎn)過程中的活性污泥量，可用以控制、調(diào)理節(jié)余污泥的排放量，還可以經(jīng)過它實時發(fā)現(xiàn)污泥膨脹等異樣現(xiàn)象，它是評論污泥數(shù)目和質(zhì)量的重要參數(shù)。②污泥指數(shù)（SludgeVolumeIndex），簡稱為SVI污泥指數(shù)也稱為污泥容積指數(shù)。它是指曝氣池出口處的混淆液，在經(jīng)過30min凈沉后，每克干污泥所形成的積淀污泥所據(jù)有容積，單位為ml/g，往常習慣把單位省去。SVI值可通過下式計算，即MLSS：污泥干重，g/l污泥指數(shù)表示的是經(jīng)30min靜沉后污泥濃度的倒數(shù)，環(huán)境1101肖竹天11233022所以它能客觀的評論活性污泥的松懈程度和積淀、凝集的性能，實時地反應出污泥能否有膨脹的偏向或已經(jīng)發(fā)生污泥膨脹。SVI越低，沉降性能越好。對城市污水，一般以為SVI＜100沉降性能好，100＜SVI＜200沉降性能一般，200＜SVI＜300沉降性能較差，SVI＞300污泥膨脹。正常狀況下，城市污水在100-150間。三、實驗設施及儀器1）實驗用模型2）烘箱（1臺）3）秒表、量筒（100ml）、濾紙、漏斗、三角瓶、移液管、稱量瓶、干燥器4）測懸浮物儀器5）可采納污泥離心濃縮機四、實驗用試劑水樣（生活污水或自行配制）五、實驗步驟（1）將活性污泥濃縮脫水后去除上清液。（2）量取必定量的濃縮污泥放入大燒杯中。（3）用虹吸管準備拿出100ml混淆液注入100ml量筒內(nèi)，當液面到100ml刻度時開始計時，并察看積淀過程，當時間為1min，3min，5min，10min，15min，20min，30min時分別記下污泥容積。4）積淀30min時的污泥容積即為污泥沉降比。5）將經(jīng)30min積淀后的污泥和上清夜用定量濾紙過濾，測污泥濃度。（6）將以上測得數(shù)據(jù)記入表2。環(huán)境1101肖竹天11233022六、數(shù)據(jù)記錄及整理表2沉降性能實驗數(shù)據(jù)時間/mi筒內(nèi)污9524.518.516.114.013.012.2泥所占體積/mlMLSS124.96g/LSV(ml/L)950245185161140130122SVI(ml/g)7.601.961.481.291.121.040.981）測定污泥沉降比SV值。填入上表2）計算污泥容積指數(shù)SVI值。填入上表3）以污泥容積為縱坐標，以時間為橫坐標，繪制污泥容積隨時間變化曲線。七、思慮題1.剖析影響活性污泥吸附性能的要素。答：活性污泥的性能指標包含：混淆液懸浮固體（MLSS），污泥沉降比（SV），污泥指數(shù)[污泥體積指數(shù)（SVI），污泥密度指數(shù)（SDI）]。環(huán)境1101肖竹天11233022影響活性污泥性能的環(huán)境要素：溶解氧——溶解氧濃度以不低于2mg/L為宜（2—4mg/L）。水溫——保持在15～25攝氏度，低于5攝氏度微生物生長遲緩。營養(yǎng)料——在培育微生物時，可按菌體的主要成分比率供應營養(yǎng)。微生物賴以生活的主要外界營養(yǎng)為碳和氮，別的，還需要微量的鉀，鎂，鐵，維生素等。碳源--異氧菌利用有機碳源，自氧菌利用無機碳源。氮源--無機氮（NH3及NH4+）和有機氮（尿素，氨基酸，蛋白質(zhì)等）。一般比率關系：BOD：N：P=100：5：1好氧生物辦理：BOD5=500——1000mg/l有毒物質(zhì)主要毒物有重金屬離子（如鋅，銅，鎳，鉛，鉻等）和一些非金屬化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。2.發(fā)育優(yōu)秀地污泥擁有哪些特色？答：第一，污泥的顏色為棕褐色，沉降性能優(yōu)秀。SVI值保持在70~100，沒有污泥膨脹發(fā)生。MLSS值一般在2~4g/L。3.污泥容積指數(shù)與污泥沉降比差別于聯(lián)系。答：差別：容積指數(shù)表示單位質(zhì)量的干污泥所據(jù)有的體積數(shù)。沉降比表示沉降30min后，污泥占總混淆液體積的百分數(shù)。聯(lián)系：SVI=SV/MLSS。二者都是評論污泥性能的指標。4.剖析活性好的污泥的沉降過程有何特色。答：性能好的污泥，沉降的速度和效率高。自由沉降的速度快，混淆液很快就分層。絮凝積淀時，絮凝體顆粒較大，粒度平均，降落速度快?；鶎娱_始成層積淀和壓縮積淀的時間短，最后的污泥體積指數(shù)SVI較小，污泥較密切。環(huán)境1101肖竹天11233022實驗四不含好氧微生物的污水曝氣充氧修正系數(shù)α、β值的測定一、實驗目的1）認識α、β的意義。2）掌握非耗氧微生物污水α，β的測定方法。二、實驗原理曝氣水的水質(zhì)對氧轉(zhuǎn)移的影響表此刻以下兩個方面：⑴因為待曝氣充氧的污水中含有各種各種的雜質(zhì)，它們會對氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生必定的影響，所以相關于清水，污水曝氣充氧獲得的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)會比清水的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)值低，為此引入修正系數(shù)①⑵因為污水中含有大批鹽分，它會影響氧在水中的飽和度，相關于相同條件下清水而言，污水中氧的飽和度要比清水中的飽和度低，為此引入修正系數(shù)環(huán)境1101肖竹天11233022②由此可知，、的測定實質(zhì)上就是分別測定同一曝氣設施在清水和污水中充氧的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)及飽和溶解氧值。對曝氣液體內(nèi)無生物耗費物質(zhì)的清水，曝氣池的上清液等，曝氣池內(nèi)存在以下關系：對曝氣池混淆液曝氣充氧時，因為有生物耗氧物質(zhì)，池內(nèi)存在以下關系式：③式中：—單位污泥好氧速率；x—污泥濃度。實驗采納間歇非穩(wěn)態(tài)方法進行，當水樣為污水或曝氣池上清液時，在相同條件下依據(jù)清水充氧實驗方法，分別進行清水與污水充氧實驗，求出清水充氧的、和污水中充氧的、，并按式①、②求出、值。三、實驗設施及儀器曝氣罐：有機玻璃內(nèi)徑18cm，高度H=2.2m，內(nèi)設工字形布氣管，孔徑0.75mm，熱電偶測溫計，攪拌葉片，溶解氧測定儀探優(yōu)等。儀器控制箱：裝有溶解氧測定儀轉(zhuǎn)子流量計、電壓表、溫度表、可控硅電壓調(diào)整器等；溶解氧記錄儀；小型空氣壓縮機；環(huán)境1101肖竹天11233022實驗用水樣；脫氧劑：無水亞硫酸鈉；催化劑：氯化鈷0.1mg/L。四、實驗步驟及記錄1）向曝氣筒中注入清水至2.2m，取清水樣測得水中溶解氧值5.66mg/L，并根據(jù)溶解氧濃度公式確立水中溶解氧量：Vd2H4(18.5)2359.1L4100相同，取污水水樣測得溶解氧為5.60mg/L，同理計算水中溶解氧量為330.96mg。2）計算脫氧劑無水硫酸鈉用量其反響式為由方程式得O2321，即亞硫酸鈉的用量能夠由下式計算2Na2SO42528g(1.1~1.5)G8，此中（1.1~1.5）為安全系數(shù)，往常取1.5，則清水：g1.5G81.5334.50684014.072mg4.014g污水：g=3.972g（3）計算催化劑用量。所用催化劑濃度為0.1mg/L，則加入催化劑量為5.91mg。（4）將所得的脫氧劑與催化劑分別加入兩個曝氣筒內(nèi)充分混淆后，反響10min左右測DO值。環(huán)境1101肖竹天11233022（5）當水樣脫氧至零后，開始正常曝氣，計時每隔1、2、3平分鐘取樣一次，在現(xiàn)場測定DO值，直至水中溶解氧值不再增添，飽和溶解氧為12.62mg/L。（6）記錄數(shù)據(jù)。六、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果整理依據(jù)公式計算不一樣時刻lncsc0的值，并將計算數(shù)據(jù)填入下表，以lncsc0csctcsct為縱坐標，t為橫坐標繪制直線，經(jīng)過圖解計算斜率方法，求出KLa值。清水曝氣充氧實驗計算數(shù)據(jù)t/minct(mg/L)lncsc0csct10.430.03529.361.3542.511.562.477312.223.4523.512.434.196412.494.576512.545.061612.48/污水曝氣充氧實驗計算數(shù)據(jù)t/minct(mg/L)lncsc0csct環(huán)境1101肖竹天1123302215.03