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1、水 处 理 实 验 指 导 讲 义目 录第一阶段实验一 颗粒自由沉淀实验5实验二 过滤实验9实验三 混凝实验16实验四 曝气充氧实验21实验五 常用水处理工艺运行演示27第二阶段实验六 活性炭吸附实验51实验七 气浮实验55实验八 膜分离实验60实验九 综合水处理实验63附录一酸度计、溶解氧和浊度仪的使用 48附录二常规水质检测方法 55 绪 论 水处理试验(环境工程实验)是环境科学与工程专业的主干专业课程，课程本身就不是一个纯理论性学科，而是实践性很强的学科，因而相关的实验技术更为重要，不仅一些现象、 规律、理论，而且工程设计和运行管理中的许多问题，也都离不开实验。如给水处理工程中的混凝沉淀
2、的药剂种类选择及生产运行适宜条件的确定需要通过实验测定，才能正确地选择。同时水处理实验可应用于指导水处理规律的研究，改进现有工艺、设备以及研究新工艺、新设备。因此在学习环境工程有关专业课程的同时，非常有必要加强水处理实验课程的学习，注意培养学生自己独立解决工程实践中实验技术问题的能力。一、 水处理实验课的教学目的与任务1. 通过对实验的观察、分析，加深对水处理基本概念、现象、规律与基本原理的理解；2. 掌握一般水处理实验技能和仪器、设备的使用方法，具有一定的解决实验技术问题的能力；3. 学会设计实验方案和组织实验的方法；4. 学会对实验数据进行测定、分析与处理，从而能得出切合实际的结论；5.
3、培养实事求是的科学态度和工作作风。二、 水处理实验过程实验准备工作（）理论准备工作（）实验设备、测试仪器准备（）测试步骤与记录表格的准备（）人员分工实验（）仪器设备的安装与调试（）实验（）实验数据分析处理与实验报告 实验数据的分析处理实验报告：包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置仪器、实验步骤(预习报告)、实验数据及分析处理、结论、问题讨论。 实验报告参考格式实验名称：姓名：班级：同组人：实验日期：实验地点：环境条件：实验目的指出实验所要达到的主要目的实验原理简述实验所依据的有关原理和相关的理论基础实验装置绘制实际的实验装置流程简图，并注明主要设备和检测仪器的种类与型号实验步骤结合实际操
4、作计划，对操作方法、程序进行简单阐述实验数据记录与整理用表格形式记录实测数据，依据实验原理完成数据的计算处理，计算过程、步骤要求全面、清楚。类型相同的多组数据处理，计算时可用一组数据处理的全过程为例进行整理，其他数据的计算、处理过程可省略，并把计算结果列于表中实验结果与分析讨论及合理化建议主要包括实验结果总结、实验结果与理论值间的误差及相关分析、回答有关问题，并针对产生误差的原因、提出合理化建议等实验一 颗粒自由沉淀实验一、沉淀概况沉淀是去除水中杂质的常用方法。基本类型 自由沉淀用以去除低浓度的离散性颗粒如沙砾、铁屑等。一般是通过沉淀柱静沉实验，获取颗粒沉淀曲线。它不仅具有理论指导意义，而且也
5、是给水排水处理工程中沉砂池设计的重要依据。二、实验目的1、 掌握颗粒自由沉淀实验的方法，学会对实验数据进行分析、整理、计算的方法；2、 进一步了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制时间沉淀率(tE)、沉速沉淀率(uE)、和沉淀速度-残余颗粒百分比（u-P）的关系曲线。三、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉、其沉速在层流区符合斯笃克斯公式（Stokes）。由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得而是通过静沉实验确定。由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，所以自由沉淀可
6、在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应大于100mm以免颗粒沉淀受柱壁干扰。实验用装置见图1-1设水深为h，在t时间能沉到h深度颗粒的沉速u=h/t。根据给定的时间t0，计算出颗粒的沉速u0。凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒，在t0时都可全部去除。设原水中悬浮物浓度为c0(mg/L)，则与沉淀历时t相对应的悬浮物沉淀效率百分率为 其中不同沉淀时间ti时，沉淀柱未被去除的悬浮物百分比为 沉淀试验时，可算出H对应的时间t的颗粒沉速为ui即为ti时间内从水面下沉到池底（实验中为取样点）的最小颗粒di所具有的沉速。此时取样点处水样悬浮物浓度为Ci，从而可绘出u-E、t-E及u-P的曲线，其形式见
7、图1-2具有颗粒大小不同、沉速为ui的悬浮物静沉总去除率E与设计沉速u0、未被去除颗粒重量百分率P0的关系如下： 四、实验装置、仪器1、 装置：沉淀柱外形尺寸：直径高=100mm1500mm 数量：4根，有效水深即由水面至取样口距离，原水箱、水泵等；2、 仪器：烘箱、分析天平、过滤装置、秒表、标尺等；3、 器皿及材料：量筒、烧杯（200ml 6个）、滤纸、称量瓶、干燥皿等。五、实验步骤1、 将原水样搅拌均匀，启动水泵把水样注入沉淀柱；2、 在进水过程中取样测定原水样悬浮物含量：取两个100ml水样过滤、烘干、称重；3、 当水上升到实验所定高度处，关进水即记录沉淀实验开始时间；4、 经过5、10
8、、20、30、50、70分钟分别在取样口取样一次，记录沉淀柱内液面高度，每次取样两个100ml（平行样） 过滤、烘干、称重。5、 观察悬浮颗粒沉淀特点、现象。注意： 1、取样间隔时间的长短可根据原水样悬浮物含量调整； 2、开启取样口取样时，先排除取样管中积水再取样；3、每次取样前观察水面高度H，记录（）。4、如果原水样悬浮物含量较低时，可把取样时间拉长。六、实验结果处理1、 实验基本参数：实验日期 年 月 日 水样性质及来源：沉淀柱内径d= mm 柱高H= 原水样悬浮物含量C0= mg/L 水温： 2、 把实验测得数据记入表1-1-13、 根据表1-1-1实验数据进行整理计算填入表1-1-2表
9、1-1-1 自由沉淀实验记录表取样序号沉淀时间 (min)沉淀高度 H(cm)称量瓶 号称量瓶+滤纸重（g）瓶纸+悬浮物重（g）水样悬浮物重（g）取样体积 (ml)C(mg/L)(mg/L)051020305070表1-1-2 实验原始数据整理表沉淀高度 (cm)沉淀时间 (min)计算用SS(mg/L)残余颗粒的百分比Pi颗粒沉速ui（mm/s）表中不同沉淀时间ti时，沉淀柱内未被去除的悬浮物的百分比及颗粒沉速分别按下式计算： 未被去除的残余颗粒百分比： 相应颗粒沉速 ： 4、 以颗粒沉速ui为横坐标，以Pi为纵坐标，在格纸上绘制Pu关系曲线。5、 根据实验所得曲线，分析推导相应于沉淀时间t
10、i的悬浮固体去除百分率七、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、 沉淀柱高分别为H=1.0m，H=1.2m，两组实验成果是否一样，为什么？实验二 过滤实验 一、过滤概况1什么是过滤？4、以颗粒沉速ui为横坐标，以Pi为纵坐标，在格纸上绘制Pu关系曲线。5、根据实验所得曲线，分析推导相应于沉淀时间ti的悬浮固体去除百分率七、思考题3、 自由沉淀中颗粒沉速与絮凝沉淀中颗粒沉速有何区别？4、 沉淀柱高分别为H=1.0m，H=1.2m，两组实验成果是否一样，为什么？实验二 过滤实验 一、过滤概况1什么是过滤？过滤是具有孔隙的物料层截留水中杂质从而使水得到澄清的工艺过程。过滤方
11、式有：砂滤、硅藻土涂膜过滤、烧结管微孔过滤、金属丝编织物过滤等。2过滤的作用 （1） 去除化学和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质，提高出水水质。（2） 提高悬浮固体、浊度、磷、BOD、COD、重金属、细菌、病毒等的去除率。（3） 强化后续消毒效果，由于提高了悬浮物和其他干扰物质的去除率，因而可降低消毒剂的用量。（4） 使后续离子交换、吸附、膜过程等处理装置免于经常堵塞，并提高它们的处理效率。 二、 实验目的1、 了解滤料的级配方法，绘制筛分曲线； 2、 熟悉普通快滤池过滤、反冲洗的过程；3、 加深对滤速、反冲洗强度、滤层膨胀率、初滤水浊度的变化、反冲洗强度与滤层膨胀率关系及滤速与清洁滤层水
12、头损失关系的理解；三、实验原理1、为了取得良好的过滤效果，滤料应具有一定级配。滤料级配是指将不同大小粒径的滤料按一定比例加以组合，以取得良好的过滤效果。生产上有时为了方便起见，常采用0.5mm和1.2mm孔径的筛子进行筛选，这样就不可避免地出现细滤料（或粗滤料）有时过多或过少现象。为此应采用一套不同筛孔的筛子进行筛选，并选定有效粒径d10、d80值和不均匀系数K80。d10是表示通过滤料重量10%的筛孔孔径，它反映滤料中细颗粒尺寸，即产生水头损失的“有效”部分尺寸，d80是指通过滤料重量80%的筛孔孔径，它反映粗颗粒尺寸，不均匀系数K80为d80与d10之比（K80= d80/d10）。K80越大表示粗细颗粒尺寸相差越大，滤料粒径越不均匀，这样的滤料对过滤及反冲都不利。尤其是反冲时，为了满
