环境工程专业实验讲义分析解析Word文档下载推荐.docx
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通过下式计算沉淀速率,即
式中u-----沉淀速率(mm/s);
h0----取样口高度(cm)
ti----沉淀时间(min)
三、[实验器具与设备]
1.自由沉淀装置(沉淀拄,储水箱,水泵空压机);
2.计时秒表;
3.分析天平(1/100001台)
4.恒温烘箱
5.干燥器;
6.旋塞称量瓶(40x7010个);
7.量筒(10个);
8.烧杯、移液管、瓷盘等。
9.定量滤纸;
10.漏斗(10个)
11.水样可以选用天然河水或人工配制。
颗粒自由沉淀实验装置
四、实验操作及步骤
1.将废水注入水箱中,在水箱中充分搅拌,开启水泵将充分混合的废水注入沉淀柱内。
2.开动秒表开始记时,当时间为0、1、5、10、15、20、25、30、60、100min时,在同一取样口取出100mL水样。
3.测定各水样的悬浮物浓度,0min所取水样的浊度为原水浊度。
5.观察悬浮颗粒沉淀现象。
6.记录实验原始数据,填入表1中。
表1颗粒自由沉淀实验记录
静沉
时间
/min
称量
瓶号
称量瓶+滤纸
/g
取样
体积
/mL
瓶纸+
ss重
/g
水样
悬浮物浓度
/mg.L-1
取样口
高度
/cm
0(初始)
1
10
20
30
60
100
注意:
1)向沉淀柱内进水时,速度要适中,既要较快完成进水,以防进水中一些较重颗粒沉淀,又要防止速度过快造成柱内水体紊动,影响沉淀实验效果。
2)取样前,记录管中水面至取样口距离H(以cm计)。
3)取样时,先排除管中积水后取水样,每次约取120mL。
五、实验结果整理
1.实验基本参数整理
实验日期:
水样性质及来源:
沉淀柱直径d=柱高H=
水温:
℃原水样悬浮颗粒浓度C0(mg/L):
绘制实验装置草图
2.实验结果
1)计算悬浮物去除率、剩余率P及沉淀速度u,并将数据结果填入表2。
表2剩余率及沉淀速度数据
静沉时间/min
悬浮物去除率η
/%
悬浮物剩余率/%
沉淀速度
mm/s
1
10
20
30
2)绘制η-T(去除率-沉淀历时)、η-u(去除率-沉淀速度)、P-u(剩余率-沉淀速度)曲线。
[思考题]
(1)自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有何区别?
(2)绘制自由沉淀曲线的方法及意义?
(3)自由沉淀的测定是否还有其他方法?
实验II过滤反冲洗实验
过滤是去除浓度比较低的悬浮液中微小颗粒的一种有效方法。
过滤时含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的过滤介质,水中的悬浮物被截流在介质表面或内部而除去,根据所采用的过滤介质不同,可将过滤分为多孔材料过滤和颗粒材料过滤两种。
此外,使用的构筑物是普通快滤池。
快滤池一般用钢筋混凝土建造,池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统;
池外配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。
一、[实验目的]
1、了解模型及设备的组成与构造。
2、观察过滤及反冲洗现象,理解过滤及反冲洗原理。
3、掌握实验的操作方法。
4、掌握滤池中主要技术参数的测定方法。
水的过滤是根据地下水通过地层形成清洁井水的原理而创造的处理浑浊水的方法。
在过滤过程中,一般以石英砂等颗粒状滤料层截流水中悬浮杂质,从而使水达到澄清的工艺过程。
过滤是水中悬浮颗粒与滤料颗粒间粘附作用的结果。
在过滤过程中,随着过滤时间的增加,滤层中悬浮颗粒的量也会随之不断增加,从而导致过滤过程水利条件的改变。
当滤料粒径、形状、滤层级配、厚度及水位已定时,如果空隙率减少,在水头损失不变的情况下,则引起滤速减小。
反之,在滤速保持不变时,引起水头损失的增加。
就整个滤料层而言,鉴于上层滤料截污量多,越往下层截污量越小,因而水头损失增值也由上向下逐渐减小。
过滤时,随着滤层中杂质截留量的增加,当水头损失增至一定程度时,导致滤池产生水量锐减,或由于滤后水质不符合要求,滤池则必须停止过滤,并进行反冲洗。
反冲洗时,滤料层膨胀起来,截留于滤层中的污染物,在滤层孔隙中的水流剪力作用下,以及在滤料颗粒碰撞摩擦的作用下,从滤层表面脱落下来,然后被冲洗水流带出滤池。
反冲洗效果主要取决于滤层孔隙水流剪力。
该剪力既与冲洗流速有关,又与滤层膨胀有关。
反冲洗效果通常由滤床膨胀率e来控制,即:
式中,L-----砂层膨胀后的厚度(cm);
L0---砂层膨胀前的厚度(cm)。
通过长期试验发现,e为25%时的反冲洗效果最佳。
三、[实验设备与仪器]
1、过滤反冲洗装置一套。
2、浊度计1台。
3、酸度计1台。
4、烧杯(200mL)。
四、[实验药品]
硫酸铝(质量分数1g/L);
TiO2(加热溶解).
五、[实验操作步骤]
实验中要控制滤料层上的工作水深保持基本不变,仔细观察绒粒进入滤料层深度及绒粒在滤料层中的分布情况。
1.了解过滤实验装置及构造。
2.测量并记录原始数据,填入表1中。
3.配制原水,使其浑浊度大约在70NTU范围内,以最佳投药量将混凝剂硫酸铝投入原水箱中,经过搅拌,启泵进行过滤试验。
4.列表记录过滤进行不同时间出水浊度,填入表2中。
(2)不同滤柱采用相同流速平行试验,可评价滤料的过滤效果。
滤柱1:
100mL/min;
滤柱2:
100mL/min。
6.反冲实验:
①了解反冲过程;
②做膨胀率e=20%的反冲洗演示实验。
NTU<
5
六、[实验结果整理]
1)观察记录表
表1过滤实验记录
原水浊度/NTU:
流速/L/min:
250
TiO2:
8g(水箱:
60cm×
40cm×
40cm,96L)
过滤工作时间/min
出水浊度NTU
高度mm
压头
mm水柱
出口1
出口2
出口3
出口4
出口5
出口6
出口7
2)计算
根据过滤实验数据,归纳不同出口出水浊度随工作时间延长的变化情况,绘制滤池工作曲线。
1、滤层内有空气泡时对过滤和冲洗有何影响?
实验III活性炭吸附实验
活性炭吸附是应用较多的一种水处理工艺,因为活性炭种类较多,可去除物质复杂,因此掌握“间歇式”与“连续式”确定活性炭吸附工艺设计参数的方法,是非常重要的。
1.通过实验了解活性炭吸附工艺及性能,熟悉整个实验过程的操作。
2.掌握用“间歇式”和“连续式”确定活性炭处理废水的参数设计方法。
活性炭吸附是利用多孔的活性炭固体表面对废水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
活性炭在溶液中的吸附速度与解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,被吸附物质在溶液中的浓度与在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,此时的动态平衡为活性炭的吸附平衡,被吸附物质在溶液中的浓度为平衡浓度。
活性炭的吸附能力以吸附量q(g/g)表示。
(1)
其中,废水体积为V(L);
C0(g/L)和Cq(g/L)为吸附前和吸附平衡时废水中污染物的质量浓度;
W为活性炭投加量(g);
X为被吸附污染物的重量(g)。
在温度一定的条件下,活性炭的吸附量与吸附平衡时的质量浓度C之间的关系曲线称为吸附等温线。
在水处理工艺中,通常用费兰德利希(Freundlich)吸附等温线来表示活性炭吸附性能。
其数学表达式为:
(2)
(3)
logq~logC呈直线关系,斜率为1/n,截距为logK。
一般“间歇式”静态吸附法处理能力较低。
采用“连续式”的活性炭动态吸附方法,用博哈特(Bohart)-亚当斯(Adam)提出的关系式来表示。
(4)
其中,C0-进水吸附质浓度(mg/L);
Ce-出水吸附质允许浓度(mg/L);
K-速率常数(L/(mg.h));
N0-吸附容量(达到饱和时吸附剂的吸附量(mg/L));
V-线速度,即空塔速度(m/h);
h-炭层高度(m);
t-工作时间(h)。
因为远大于1,上式等号右边括号内1可忽略,则工作时间t得到:
(5)
令t=0,得到保证出水中吸附质浓度不超过允许浓度Ce的炭层临界高度h0的计算式为:
(6)
通过实验得到一定线速度下的t和h的实验数据,以t对h作图,得到一条直线,其斜率为;
截距为。
1.间歇式活性炭吸附装置
间歇式吸附用三角烧杯,在烧杯内放入活性炭和水样进行振荡。
(1)振荡器(1台);
(2)三角烧杯(500mL12个);
(3)分光广度计;
(4)粉状活性炭;
(5)酸度计(1台);
(6)温度计(1只);
(7)玻璃漏斗(6个)及漏斗等;
(8)定量滤纸;
(9)水样。
2.连续式活性炭吸附装置
实验在连续式活性炭吸附装置内进行,其他同前。
四、[实验操作及步骤]
亚甲基兰标准工作曲线绘制
0.1g亚甲基兰溶于1000mL容量瓶,配置成0.1g/L的溶液。
另配置0.001,0.0030.005,0.007,0.01g/L的标准溶液,即分别取10,30,50,70,100mL0.1g/L的亚甲基兰溶液用容量瓶稀释至100mL。
用分光广度测定五个浓度下的吸光度(吸收波长665nm),并作出标准工作曲线。
间歇式活性炭吸附实验
(1)将活性炭放在蒸馏水中浸24小时,然后在105度烘箱内烘24小时,再将
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