水静沉实验装置.docx

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水静沉实验装置

图3水静沉实验装置

五、实验步骤

1、将水样倒入搅拌桶中，用泵循环搅拌约5min，使水样中悬浮物分布均匀。

2、用泵将水样输入沉淀试验筒，在输入过程中，从筒中取样三次，每次约50ml（取样后要准确记下水样体积）。

此水样的悬浮物浓度即为实验水样的原始浓度Co。

3、当废水升到溢流口，溢流管流出水后，关紧沉淀试验筒底部的阀门，停泵，记下沉淀开始时间。

4、观察静置沉淀现象。

5、隔5、10、20、30、45、60、90min，从试验筒中部取样二次，每次约50毫升左右（准确记下水样体积）。

取水样前要先排出取样管中的积水约10ml左右，取水样后测量工作水深的变化。

6、将每一种沉淀时间的两个水样作平行试验，用滤纸抽滤（滤纸应当是已在烘箱内烘干后称量过的），过滤后，再把滤纸放入已准确称量的带盖称量瓶内，在105-110℃烘箱内烘干后称量滤纸的增量即为水样中悬浮物的重量。

7、计算不同沉淀时间t的水样中的悬浮物浓度C，沉淀效率E，以及相应的颗粒沉速u，画出E-t和E-u的关系曲线。

数据处理：

（1）悬浮物的浓度C（mg/L）=

×100

（2）沉降效率E=

×100%

（3）沉降速度u=

六、实验结果与讨论

1、根据实验结果绘制沉淀曲线；

2、分析实验所得结果；

3、分析不同工作水深的沉淀曲线，如应用到沉淀池的设计，需注意什么问题？

实验三离子交换试验实验

一、实验目的

离子交换法是处理电子、医药、化工等工业用水和处理有害金属离子的废水、回收废水中贵金属的普遍方法。

它可以去除或交换水中溶解的无机盐、去除水中的硬度、碱度以及制度无离子水。

在应用离子交换法进行水处理时，需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备，决定交换设备的运行周期和再生处理。

这既有理论计算问题，又有实验操作问题。

通过本实验，希望达到以下目的：

1、掌握六价铬离子的测定方法；

2、离子交换容量的分析与计算；

3、交换带的移动过程；

4、掌握穿透曲线和再生曲线的绘制技术。

二、实验原理

离子交换以往主要引用于水的软化和脱盐，随着离子交换树脂品种的增多和实用技术的发展，离子交换在回收有用物质和处理工业废水中有害物质诸方面也得到了日益广泛的应用，并且出现了一些定型处理设备，为使用离子交换法处理工业废水提供了许多好的经验。

离子交换反应是在两相中进行的，它服从当量定律和质量作用定律，并且是可逆反应。

离子交换法就是基于等当量交换和可逆反应进行交换和再生。

阴、阳离子交换树脂在交换过程中的反应为：

阴、阳离子在再生过程中的反应为：

树脂的交换容量用来定量地表示树脂交换能力的大小，是树脂的重要性能指标。

树脂的总交换容量一般用滴定法测定。

工作交换容量只有总交换容量的60~70%，它受树脂的再生程度，进水中离子的种类和浓度、交换终点的控制、树脂层高度及水流速等因素影响。

当含一定浓度离子的原水自上而下地通过树脂层时，水中的例子首先和树脂表层进行交换，一旦该层饱和后，就不起交换作用了，交换层就转移到下一层树脂，这是树脂层就分为饱和区、交换区（交换带）和未交换区。

在树脂层工作过程的每一瞬间，只有交换层起作用。

随着交换带向下推移，为交换区逐渐被压缩直至泄漏。

树脂层饱和后，需用酸、碱再生剂再生后才能恢复交换能力，树脂的再生效果与再生方式、再生剂的种类、浓度以及再生液流速等因素有关。

三、实验装置

1、离子交换实验装置

图1离子交换实验装置

（Ⅰ—废水池；Ⅱ—去离子水池；Ⅲ—再生剂池；Ⅳ—离子交换柱；Ⅴ—收集筒）

2、实验仪器

（1）天平

（2）酸度计（3）电导仪（4）容量瓶（5）滴定管等

四、实验步骤

1、穿透曲线的绘制

（1）把与处理好的一定重量的阴离子交换树脂（717#）转入交换柱，脂层高度为0.15~0.2米，计算离子树脂的体积；

（2）测定含铬废水的水质（Cr6+的浓度、pH值等）；

（3）把含铬废水注入废水池；

（4）打开进水阀，用转子流量计控制废水流量，使废水以20~60升/升树脂时的流速通过树脂层，用量筒计算出水体积。

每收集0.05升出水，取样测定六价铬的浓度。

当交换带前沿就近出水口时，可改为每收集0.01升或更少的出水体积，测定一次六价铬浓度。

注意交换带的移动；

（5）绘制穿透曲线（Cr6+的泄漏量—出水体积）并计算当六价铬的泄漏量为0.5毫克/升时的工作交换容量；

（6）改变废水的滤速，重复上述步骤；

（7）根据所得的数据，绘制当六价铬的泄漏量为0.5mg/L时的滤速—出水体积的关系曲线。

2、再生效率曲线的绘制

（1）用去离子水反冲树脂层，将树脂层中残留的含铬废水顶回废水池，直至出水无色为止；

（2）正向接通去离子水，调节出水阀使滤速为1~2升/升树脂·时，拆除去离子水线，使交换柱内液面降至树脂层顶部下一厘米处，接通再生液线，使10%的氢氧化钠流入交换柱，注意观察出水颜色的变化，一旦出现黄色，立即用50毫升量筒收集之。

当再生液为0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.3、1.5、1.7、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0倍树脂体积时，测定再生液中六价铬的浓度；

（3）再生结束后，停止进碱，把交换柱内的碱全部排空收集；

（4）正洗树脂用水量：

强碱阴树脂4~5倍树脂体积，时间15~20分钟。

弱碱阴树脂6~7倍，时间20~30分钟，正洗水带黄色部分收集于废水池；

（5）反冲，以10~30倍流速逆流反向进水，反冲树脂层，反冲水量：

强碱阴树脂一倍树脂体积，时间3~5分钟，弱碱阴树脂二倍树脂体积，时间5~10分钟；

（6）落床待用；

（7）绘制再生效率曲线，即再生效率与再生剂用量（树脂体积的倍数）之间的关系曲线。

五、试验结果与讨论

1、结合离子交换穿透曲线分析影响离子交换速度的因素；

2、分析影响离子交换再生的因素；

3、实验过程中产生含铬废水应如何处理？

实验四加压溶气气浮实验

一、实验目的

在水处理工程中，固-液分离是一种很重要的，常用的物理方法。

气浮法是固液分离的方法之一，它常被用来分离密度小于或接近于水、难以用重力自然沉降法去除的悬浮颗粒。

气浮法广泛应用于分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；回收造纸废水的纸浆纤维；分离回收废水中的浮油和乳化油等。

通过本实验希望达到以下目的：

1、了解压力溶气气浮法处理废水的工艺流程；

2、了解溶气水回流比对处理效果的影响；

3、掌握色度的测定方法。

二、气浮原理

气浮法是在水中通入空气，产生微细泡（有时还需要同时加入混凝剂），使水中细小的悬浮物黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面形成浮渣，再用刮渣机收集。

这样，废水中的悬浮物质得到了去除，同时净化了水质。

气浮分为射流气浮、叶轮气浮和压力溶气气浮。

气浮法主要用于洗煤废水、含油废水、造纸和食品等废水的处理。

三、实验水样

自配模拟水样

四、实验设备及工艺流程

气浮试验装置及工艺流程见图1。

五、实验步骤

1、熟悉实验工艺流程；

2、废水用6mol/L的NaOH溶液调至pH=8~9，在500mL的量筒内分别加入废水200、250、300、350、400mL；

3、启动废水泵，将混凝池和气浮池注满水；

4、启动空气压缩机，待气泵内有一定压力时开启清水泵，同时向加压溶气罐内注水、进气，打开溶气罐的处水阀；

图1气浮试验工艺流程

5、迅速调节进水量使溶气罐内的水位保持在液位计的2/3处，压力为0.3~0.4MPa。

如进气量过大，液位基本保持稳定，直到释放器释放出含有大量微气泡的乳白色的溶气水。

观察实验现象；

6、向各水样加入混凝剂，使其浓度为250~350mg/L，并搅拌均匀；

7、从溶气罐取样口向各水样中注入溶气水，使最终体积为500mL。

静置20~30min，取样测定色度。

实验数据填入下表；

8、根据实验数据绘制色度去除率与回流比之间的关系曲线。

表1加压溶气气浮实验记录表

废水体积（mL）

0

200

250

300

350

400

450

备注

溶气水体积（mL）

回流比

气浮时间（min）

色度

原水

出水

色度去除率（%）

六、试验结果与讨论

1、应用已掌握的知识分析你取得释气量测定结果的正确性；

2、试述工作压力对溶气效率的影响；

3、拟定一个测定气固比与工作压力之间关系的实验方案。

附录色度测定方法

纯水为无色透明的液体。

洁净水在水层浅时为无色，深层为浅蓝绿色，天然水受污染时可着色。

水的颜色可区分为“真色”和“表色”两种，真色是指去除浊度后水的颜色，没有去除悬浮物的水所具有的颜色称为表色。

测定色度的方法的选择：

测定较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的色度用铂钴标准比色法，以整数表示结果；测定受工业废水污染的地面水和工业废水，可用文字描述颜色的种类和深浅程度，并以稀释倍数法测定色的强度。

方法一铂钴标准比色法

一、概述

1、方法原理

用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色。

每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。

2、干扰及消除

如水样混浊，则放置澄清，亦用离心法或用孔径为0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物。

但不能用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。

3、仪器

50mL具塞比色管，其刻线高度应一致。

4、试剂

铂钴标准溶液：

称取1.246g氯铂酸钾（K2PtCl6）（相当于500mg铂）及1.000g氯化钴（CoCl2.6H2O）（相当于250mg钴），溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定至1000mL。

此溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，存放暗处。

二、步骤

1、标准色列的配置

向50mL比色管中加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00及7.00mL铂钴标准溶液，用水稀释至标线，混匀。

各关的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60和70度。

密塞保存。

2、水样的测定

（1）分取50.0mL澄清透明水样于比色管中，如水样色度较大，可酌情少取水样，用水稀释至50.0mL；

（2）将水样与标准色列进行目视比色比较。

观测时，可将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底向上透过液柱，目光自管口垂直向下观察。

记下与水样色度相同的铂钴标准色列的色度。

三、计算

色度（度）=

式中，A—稀释后水样相当于铂钴标准色列的色度；

B---水样的体积（mL）

四、注意事项

（1）可用重铬酸钾代替氯铂酸钾配制标准色列。

方法是：

称取0.0437g重铬酸钾和1.000g硫酸钴（COSO4.7H2O），溶于少量水中，加入0.50mL硫酸，用水稀释至500mL。

此溶液的色度为500度。

不宜久存；

（2）如果样品中有泥土或其他分散很细的悬浮物，虽经预处理而得不到透明水样时，则只测标色。

方法二稀释倍数法

一、概述

1、方法原理

为说明工业废水的颜色种类，如：

深蓝色、棕黄色、暗黑色等，可用文字描述。

为定量说明工业废水色度的大小，采用稀释倍数法，以此表示水样的色度。

2、干扰及消除

如测定水样的真色，应放置澄清取上清液，或用离心法去除悬浮物后测定；如测定水样的表色，待水样中的大颗粒悬浮物沉降后，取上清液测定。

3、仪器50mL具塞比色管，其标线高度要一致。

二、步骤

1、取100~150mL澄清水样置烧杯中，以白色瓷板为背景，观测并描述其颜色种类；

2、分取澄清的水样，用水稀释成不同的倍数，分取50mL分别置于50mL比色管中，管底部衬一白瓷板，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水比较，直至刚好看不到颜色，记录此时的稀释倍数。

实验五臭氧氧化实验

一、实验目的

臭氧是氧的同素异构体，具有很强的氧化性，不仅能容易的氧化废水中的不饱和有机物，而且还能使芳香族化合物开环和部分氧化，提高废水的可生化性。

臭氧极不稳定，在常温下分解为氧。

用臭氧处理废水的最大优点是不产生二次污染，且能增加水中的溶解氧，臭氧通常用于水体的消毒，在废水脱色及深度处理中也渐获得应用。

在工业上，一般采用无声放电制取臭氧，原料为空气，廉价易得。

因此利用臭氧处理水和废水具有广阔的前景。

通过本实验希望达到以下目的：

1、了解臭氧发生器的构造、原理和使用方法；

2、掌握臭氧浓度、苯酚浓度的测定方法；

3、通过对含酚废水的处理，了解臭氧处理工业废水的基本过程。

二、实验装置

臭氧氧化实验工艺流程图见图1。

图1臭氧氧化实验工艺流程图

（1—臭氧发生器；2—空气压缩机；3—湿式气体流量计；4—反应柱；

5—KI吸收瓶；6—废水池；7—塑料离心泵；8—三通阀）

三、实验水样

含酚废水

四、实验步骤