綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

?綜合實(shí)驗(yàn)的目的與要求?掌握測(cè)試不同廢水的色度、濁度、COD、電導(dǎo)、pH等水質(zhì)指標(biāo)的分析方法。.增強(qiáng)對(duì)污染物綜合分析能力。根據(jù)廢水水質(zhì)選擇所用的混凝劑、吸附劑類型，確定每種處理流程最佳投藥量、pH值、攪拌速度及其他操作條件，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出所選混凝劑、吸附劑對(duì)廢水的去除效率給出治理結(jié)果。使學(xué)生通過(guò)監(jiān)測(cè)電廠污水或工業(yè)廢水，制定治理方案，并進(jìn)行方案實(shí)施、數(shù)據(jù)處理及分析、總結(jié)、撰寫報(bào)告這一過(guò)程，受到基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及實(shí)際工程技術(shù)方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。針對(duì)某一廢水，實(shí)驗(yàn)比較后確定自己認(rèn)為合適的處理流程。綜合實(shí)驗(yàn)正文（一）實(shí)驗(yàn)原理由于膠粒帶電，將極性水分子吸引到它的周圍形成一層水化膜，水化膜同樣能阻止膠粒間相互接觸。因此膠體微粒不能相互聚結(jié)而長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。投加混凝劑能提供大量的正離子，可以壓縮雙電層，降低z電位，靜電斥力減少，水化作用減弱；混凝劑水解后形成的高分子物質(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在膠粒與膠粒之間起吸附架橋作用，也有沉淀網(wǎng)捕作用。這樣投加了混凝劑之后，膠體顆粒脫穩(wěn)后相互聚結(jié)，逐漸變成大的絮凝體后沉淀?；钚蕴课骄褪抢没钚蕴康墓腆w表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。活性炭的吸附作用產(chǎn)生于兩個(gè)方面，一是由于活性炭?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，這就是其他分子吸附于其表面上，此為物理吸附；另一個(gè)是由于活性炭與被吸附物質(zhì)之間的化學(xué)作用，此為化學(xué)吸附?；钚蕴康奈绞巧鲜鰞煞N吸附綜合作用的結(jié)果。離子交換或臭氧氧化屬于深度凈化，可以有效降低廢水中的含鹽量、COD、色度等。強(qiáng)酸H交換器失效后，必須用強(qiáng)酸進(jìn)行再生，可以用HCl，也可以用H2SO4。相對(duì)來(lái)說(shuō)，由于HCl再生時(shí)不會(huì)有沉淀物析出，所以操作比較簡(jiǎn)單。再生濃度一般為2%~4%，再生流速一般為5m/h左右。強(qiáng)堿OH交換樹(shù)脂再生液濃度一般為1%~3%，流速W5m/h。GB12145—1999水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一級(jí)復(fù)床出水水質(zhì)為：電導(dǎo)率W5卩S/cm。混床出水殘留的含鹽量在1.0mg/L以下，電導(dǎo)率在0.2S/cm以下，殘留的SiO2在20g/L以下，pH值接近中性。高錳酸鉀指數(shù)是指在一定條件下，以高錳酸鉀為氧化劑，處理水樣時(shí)所消耗的氧量，以氧的mg/L來(lái)表示。水中部分有機(jī)物及還原性無(wú)機(jī)物均可消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鉀指數(shù)常作為水體受有機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)。水樣加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定的時(shí)間。剩余的高錳酸鉀加入過(guò)量草酸鈉溶液還原，再用高錳酸鉀溶液回滴過(guò)量的草酸鈉,通過(guò)計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)。實(shí)驗(yàn)所需儀器、設(shè)備、材料(試劑)六聯(lián)攪拌器，pH酸度計(jì)，光電濁度計(jì)，溫度計(jì)1支，色度計(jì) 1000ml燒杯6個(gè)，1000ml量筒1個(gè)1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支200ml燒杯一個(gè)，吸耳球FeCl3、Al2(S04)3、FeS04、NaSi0310%的NAOH溶液和10%HCl溶液500ml各1瓶，水浴裝置 250mL錐形瓶50mL酸式滴定管 振蕩器，離子交換拄，臭氧發(fā)生器，水浴鍋，活性炭電廠污水或工業(yè)廢水水樣高錳酸鉀溶液(C(1/5KMnO4)=0.1mol/L):稱取3.2g高錳酸鉀溶于1.2L水中，加熱煮沸，使體積減少到約1L,放置過(guò)夜，用G-3玻璃砂芯漏斗過(guò)濾后，濾液儲(chǔ)于棕色瓶中保存。 高錳酸鉀溶液(C(1/5KMnO4)=0.01mol/L)：吸取25mL上述高錳酸鉀溶液，用水稀釋至250mL，儲(chǔ)于棕色瓶中。使用前進(jìn)行標(biāo)定，并調(diào)節(jié)至0.01mol/L準(zhǔn)確濃度。 1+3硫酸草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(C(1/2Na2C2O4)=0.1000mol/L):稱取0.6705g在105-110°C烘干一小時(shí)并冷卻的草酸鈉溶于水，移于100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(C(1/2Na2C204)=0.0100mol/L):吸取10.00mL上述草酸鈉溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。實(shí)驗(yàn)條件、方法及步驟(4一1)高錳酸鉀法測(cè)定廢水COD實(shí)驗(yàn)步驟取100mL混勻水樣(如高錳酸鹽指數(shù)高于5mg/L，則酌量少取，并用水稀釋至100mL)于250mL錐形瓶中。加入5mL(1+3)硫酸，搖勻。加入10.00mL0.01mol/L高錳酸鉀溶液，搖勻，立即放入沸水浴中加熱30分鐘(從水浴重新沸騰起計(jì)時(shí))。沸水浴液面要高于反應(yīng)溶液的液面。4?取下錐形瓶，趁熱加入10.00mL0.0100mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻，立即用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色，記錄高錳酸鉀溶液消耗量。高錳酸鉀溶液濃度的標(biāo)定：將上述已滴定完畢的溶液加熱至70C，準(zhǔn)確加入10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.0100mol/L)再用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量，按照下式求得高錳酸鉀溶液的校正系數(shù)(K)：10.00K=V式中：v—高錳酸鉀溶液消耗量(mL)。若水樣經(jīng)稀釋時(shí)，應(yīng)同時(shí)另取100mL水，同水樣操作步驟進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：在水浴加熱完畢后，溶液仍應(yīng)保持淡紅色，如變淺或全部褪去，說(shuō)明高錳酸鉀的用量不夠。此時(shí)，應(yīng)將水樣稀釋倍數(shù)加大后再測(cè)定。在酸性條件下，草酸鈉和高錳酸鉀的反應(yīng)溫度應(yīng)保持在60-80，所以滴定操作必須趁熱進(jìn)行，若溶液溫度過(guò)低，需適當(dāng)加熱。計(jì)算A.水樣不經(jīng)稀釋[(10+匕)K-10]xMx8x1000高錳酸鉀指數(shù)(02,mg/L)二 100式中：V1—滴定水樣時(shí)高錳酸鉀溶液的消耗量(mL)；K—校正系數(shù)；M—高錳酸鉀溶液濃度(mol/L)；8—氧(1/2O2)摩爾質(zhì)量。B.水樣經(jīng)稀釋{[(10+V)K-10]-[(10+V)K-10]C}Mx8x100010高錳酸鉀指數(shù)(O2,mg/L)= "2式中，V0—空白實(shí)驗(yàn)中高錳酸鉀溶液消耗(mL)；V2—水樣量(mL)；C—稀釋的水樣中含水的比值，例如：10.00mL水樣用90mL水稀釋至100mL,則C=0.90。數(shù)據(jù)列表表示如下：編號(hào)V(mL)KV0(mL)V1(mL)V2(mL)高錳酸鉀指數(shù)（O2,mg/L）d相對(duì)(%)110.80.9310.81003.28961.44210.60.9410.61003.14565.75311.20.896.811.21003.57767.19平均值/0.92//3.33764.79（4一2）絮凝沉淀（4.2.1） 最佳投藥量實(shí)驗(yàn)步驟1、 測(cè)定原水溫度、濁度及pH值。2、 分別取200ml水樣于250ml燒杯中，每組4個(gè)水樣，將4個(gè)水樣置于攪拌器上，分別加入數(shù)滴濃度為10%的Al2（S04）3藥液于各燒杯中。3、 投藥后迅速啟動(dòng)攪拌機(jī)，使攪拌機(jī)快速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)開(kāi)始記時(shí)，快速攪拌30S,快速攪拌完成后，迅速將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)制慢速攪拌階段，時(shí)間15分鐘。4、 攪拌過(guò)程中觀察記錄磯花形成的過(guò)程、磯花外觀、大小、密實(shí)程度（記錄于表1中）。5、 攪拌完成后停機(jī)，將水樣杯取出置一旁靜沉，并觀察磯花形成及沉淀的情況，待沉淀20分鐘后，取燒杯中清液分別測(cè)定其pH值、濁度，同時(shí)記錄于表1中。6、 確定最佳投藥量。（4.2.2） 最佳pH值實(shí)驗(yàn)步驟1、 在4個(gè)250ml燒杯分別放入200ml原水樣，置于實(shí)驗(yàn)攪拌器的平臺(tái)上。2、 確定原水特征（包括原水濁度、pH值、溫度）。3、 向各燒杯中加入相同量的混凝劑。（投加劑量按照最佳投藥量實(shí)驗(yàn)中得出的最佳投藥量而確定）。4、 用HCl或NaOH調(diào)整至各杯水樣的pH至分別為6、7、8、9,記錄所用酸堿的投加量（表2）。5、 啟動(dòng)攪拌器，快速攪拌30秒；然后同(一)。6、 關(guān)閉攪拌機(jī)，將水樣取出置一旁靜沉并觀察磯花形成及沉淀的情況，20分鐘后，取燒杯的上清液，分別測(cè)定其濁度，記錄于表2中。7、 確定最佳pH.o完成第一組水樣后，按同樣步驟，用第二種混凝劑做第二組實(shí)驗(yàn)。(4.2.3)試驗(yàn)紀(jì)錄表一最佳投藥量結(jié)果記錄原水溫度12.50C濁度35.0 pH=7 混凝劑的種類、濃度10%的Al2(S04)3水樣編號(hào)1234投藥量混凝劑)/mL122.53mg/L0.10.10.10.1投藥量助凝劑)/mL0000mg/L0000出現(xiàn)磯花時(shí)間20s40s50s45s磯花沉淀情況快、多、大、絮團(tuán)較多、絮狀很慢、少較慢、細(xì)小上清液濁度6.5215.722.621.4沉淀后pH值7777備注無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)表二最佳pH試驗(yàn)結(jié)果記錄原水溫度12.50C濁度35.0 pH=7 使用混凝劑的種類、濃度10%的Al2(SO4)3水樣編號(hào)1234水樣溫度12.512.512.512.510%HCl投加量(ml)501210%Na0H投加量（ml）00810pH6789出磯花時(shí)間26s20s33s38s磯花沉淀情況較多、絮狀快、多、大、絮團(tuán)較慢、細(xì)小很慢、少上清液濁度10.84.9220.427.61、 把原水特征、混凝劑投加情況、沉淀后的水樣濁度及pH值記入表格。2、 以混凝劑加注量為橫坐標(biāo)，沉淀后水樣濁度為縱坐標(biāo)，繪出濁度與投藥量關(guān)系曲線，確定最佳混凝劑投加量。3、 以混凝劑加注量為橫坐標(biāo)，沉淀后水樣pH值為縱坐標(biāo)，給出pH值與投藥量曲線，確定混凝劑投加量最佳pH值。4、 比較不同混凝劑的投藥量、pH值。4.2.4思考題1、 為什么最大投藥量時(shí)，混凝效果不一定好？答：當(dāng)高分子混凝劑投藥量最大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用。膠體保護(hù)可理解為：當(dāng)全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后，兩膠粒接近時(shí)，就受到高分子的阻礙而不能聚集，這種阻礙來(lái)源于高分子之間的相互排斥。排斥力可能來(lái)源于“膠粒一膠?！敝g高分子受到壓縮變形而具有排斥勢(shì)能，也可能由于高分子之間的電斥力（對(duì)帶電高分子而言）或水化膜。而且投藥量大也容易出現(xiàn)產(chǎn)生大量含水率很高的污泥的問(wèn)題。這種污泥難于脫水，會(huì)給污泥處置帶來(lái)很大困難。2、 助凝劑的作用是什么？答:⑴調(diào)整PH值：每種凝聚劑都有其最佳PH使用范圍。如果原水的PH值不能滿足要求，則需要加入酸、堿調(diào)整PH值。（2） 氧化作用：使用硫酸亞鐵作凝聚劑時(shí)，有時(shí)要添加氧化劑。（3） 增大絮凝物的粒度、密度的牢固性：這類藥劑本身不起凝聚作用，而是利用其表面的吸附作用，增大絮凝物的密度。3?混床與一級(jí)復(fù)床的區(qū)別何在？答：陰陽(yáng)離子樹(shù)脂一般就叫混床，優(yōu)點(diǎn)是陰陽(yáng)離子去除率較高，一般用于制取純水或高純水；而一級(jí)反滲透設(shè)備制取得水的電導(dǎo)率是達(dá)不到混床的要求，一般用于家用或者是作為混床的預(yù)處理水4?臭氧氧化的影響因素有哪些？答：臭氧的濃度，添加量，溫度，PH值化學(xué)處理與生物處理的區(qū)別何在？答：化學(xué)處理法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用分離回收污水中各種污染物質(zhì)（包括懸浮物、膠體和溶解物等）的方法，主要用于處理工業(yè)廢水。主要方法有：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附和離子交換等。生物處理法是利用微生物的代謝作用使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)的方法。主要方法有好氧法和厭氧法兩大類，好